Карта человеческого интерактома hu.MAP

Карта человеческого интерактома hu.MAP

Карта человеческого интерактома hu.MAP

 

Чаще всего под интерактомом подразумевают полный набор белок-белковых взаимодействий в клетке. Несмотря на развитие методов для изучения этих взаимодействий - двугибридного анализа, аффинной очистки/масс-спектрометрии (AP-MS) и совместного фракционирования/масс-спектрометрии (CF-MS), мы до сих пор не можем собрать полную карту белок-белковых взаимодействий для клеток и тканей человека. Кроме интереса для фундаментальной науки, карта интерактома помогает выявлять новые белки, ассоциированные с различными заболеваниями, а это является важной прикладной задачей.

 

В 2015 году были опубликованы 3 базы данных по интерактому человека: BioPlex, Hein et al и Wan et al. В создании этих баз данных использовались разные методы (аффинная очистка/масс-спектрометрия и совместное фракционирование/масс-спектрометрия), ткани и критерии подбора белков-"приманок" для аффинной хроматографии. Таким образом, ни один из датасетов нельзя назвать универсальным.

 

Сырые данные трех этих работ были использованы группой ученых из Техасского университета, Остин, США и Университета Сунь Ятсена, Гуанчжоу, Китай для создания проекта hu.MAP - наиболее полной на данный момент карты интерактома человека. Исследователи сделали пайплайн на основе алгоритмов машинного обучения с учителем и без учителя: к интегрированной карте взаимодействия белков на основаннии все 3 базы данных применили кластеризацию с опитимизированными под тренировочных сет параметрами. В тренировочный сет вошли белковые комплексы, которые хорошо описаны в литературе. Белки в этой базе данных были аннотированы с помощью информации об их экспрессии в тканях человека по данным Атласа белков человека.

 

В ходе анализа полученной карты hu.MAP ученые обнаружили, что в ней определяются 46% уже аннотированных белков, ассоциированных с заболеваниями, - и это существенно выше, чем покрытие в других подобных проектах. Особенно удачным - картированы более 50% аннотированных белков - оказалось покрытие белков, ассоциированных с цилиопатиями - это плейотропные патологии, связанные с нарушением работы жгутиков и ресничек, которые могут приводить к поликистозу почек, ожирению, слепоте, умственной отсталости и врожденным порокам развития.

 

Авторы ссылаются на несколько статей, в которых говорится о том, что присутствие в комплексе белка, ассоциированого с каким-то заболеваниям, существенно повышает вероятность того, что и другие белки в этом комплексе связаны с этим заболеванием, поэтому карта hu.MAP потенциально интересна для определения кандидатных белков и генов. Как и ожидали авторы, в некоторых из картированных комплексов попадались неохарактеризованные ранее белки: например, была обнаружена связь между белками комплекса интерфлагеллярного транспорта IFT-B (intraflegellar transport) и ранее незвестным белком ANKRD55. Известно, что IFT-комплекс связывает груз с микротрубочковыми моторами для транспорта вдоль аксонем и для компонентов этого комплекса обнаружено взаимодействие с белком RABEP2, которые вовлечен в цилиогенез. Нокдаун с помощью морфолиновых нуклеотидов генов одного из белков IFT-комплекса и ANKRD55 одинаково привел к уменьшению количества и длины ресничек у эмбрионов Xenopus laevis. Нарушения в IFT-комплексах у позвоночных, в том числе у Xenopus laevis, ведет к нарушению закрытия нервной трубки и, как оказалось, нокдаун гена ANKRD55 у эмбрионов Xenopus ведет к аналогичной проблеме. Можно заметить, что ANKRD55 является компоненнтом, связанным с нарушениями цилиогенеза и служит возможной причиной нарушения морфогенеза нервной трубки.

 

На данный момент hu.MAP является самой полной картой белковых комплексов человека и содержит информацию о 4659 комплексах и 56735 уникальных межкомплексных взаимодействий. С высокой достоверностью были идентифицированы более 15000 белковых взаимодействий, не описанных в исходных картах. hu.MAP - не только карта интерактома, но еще и платформа, в которую можно добавлять информацию о новых взаимодействиях, а рабочий потенциал карты прошел проверку на белковых комплексах, связанных с цилиопатиями.

 

Оригинал статьи

все для dle
0
Добавить комментарий

Оставить комментарий