完成下面的表格,我们将电子邮件您的PDF版本”“路灯效应“蛋白质组学”
完成下面的表格打开访问音频的这篇文章:”“路灯效应“蛋白质组学”
蛋白质组学研究的一个潜在的问题
我们目前所了解的人类、动物和植物生物学在很大程度上是来源于研究DNA密码提供的见解。然而,这段代码仅仅是一个生物学中心法则的组成部分。DNA必须阅读和转化为蛋白质,细胞的“主力”,负责协调和执行特定的功能。
高通量技术的引入,生物信息学工具和人工智能(AI)的方法发展的领域蛋白质组学近年来。虽然没有“诊所”,研究蛋白质的表达在健康或患病的状态是指导诊断生物标记的发展,药物靶点的识别和新颖的生物制药的生产。在更广泛的生命科学,很多不同蛋白质组学的应用。
人类蛋白质组计划(HPP),旨在生成一个地图的人体蛋白质的分子结构,发现了吗人类蛋白质组的93.2%18407年,确定蛋白质。
“蛋白质组学从一个孤立的生物研究领域成为一个全面的工具,可以用来解释生物功能” 写 Yahui刘et al。
蛋白质组学的未来无疑是光明的。然而,评论文章发表在自然方法今年早些时候由Kustatscher等人带来了关注该领域的一个根本问题:一些蛋白质比其他人获得更多的研究关注。
出版,估计有500蛋白(大约25%的人类蛋白质组)占95%的所有生命科学出版物。大多数这些蛋白质已经被科学界的人类基因组计划的时代。肿瘤蛋白质53 (p53),有时被称为“基因组”监护由于其作用在DNA修复和细胞分裂,是一种最常见的蛋白质进行了研究。的许多令人心寒的统计显示p53是每天2出版物的主题,”说教授Kathryn Lilley细胞动力学教授剑桥大学出版的作者之一。
为什么这个注释偏见存在吗?
这个不等式的蛋白质注释出现由于各种不同的因素,Lilley解释道:“首先,原因有实用的蛋白质可能仍然未经。这可能是因为它表达在低水平,因此很少“测量”一个实验。”
极其微小的蛋白质,或那些拥有某些属性(如疏水性,可以证明具有挑战性的,即使是最复杂的分析技术。一些蛋白质可以采用不稳定的状态存在的几分之一秒但扮演关键生物角色——被称为“短暂的蛋白质”,这很可能不是在大多数研究捕获。
“可能是其相应的基因或记录不显示为“有趣的/重要”基因组学研究,或不与任何疾病。此外,它可能是蛋白质不像任何其他可能的域结构,有据可查的图案或明确的进化轨迹,”Lilley说。
她把整理的原因是“美味”她的心:“有安全在科学研究的数字。如果蛋白质研究,可能会有更多的可用资源可以共享在不同的组。如果一个蛋白被认为是科学界的极大兴趣,有更多的机会通过高影响机制研究成果发表,随后导致高引用率和更大的机会继续融资。”
这个周期可能不是独特的蛋白质组学领域和在科学研究与更广泛的问题。但在这个例子中,这是引发Lilley称之为“自我研究蛋白质组的缩影”的冒险。
“当研究发现组蛋白,需要进一步的调查,这是令人沮丧的拖网文献却发现历史上这样的蛋白质被忽视了,很多不重要的利益追求,不够时尚,吸引资金,或通常被认为是有点“沉闷”,“——Lilley。
为什么替代蛋白质有问题?
偏向于研究蛋白质抑制细胞功能的知识,功能障碍,最终阻碍了在生命科学的研究进展。“替代蛋白质组含有很多蛋白质必不可少的扩散的例子,一个关键的细胞过程,其异常的功能支撑着许多疾病,癌症是最相关的许多途径的研究。这种偏见将扩展到大多数细胞过程,因此没有蛋白质的功能注释的子集,我们没有完全理解细胞如何工作的机会。”
许多药物用于治疗人类疾病的目标蛋白质。的数据DrugBank数据库表明整个集合的药物通过了美国食品和药物管理局(FDA)目标620年总蛋白质,包括转运蛋白、酶、离子通道和受体。“可以理解蛋白质组包含相当数量(蛋白质),预计这方面并非药物所能,”Lilley说。
创建一个新的药物临床前和临床发展的不同阶段必需的。板凳上研究和临床前试验依赖模型,使科学家能够询问药物的功能在体外和体内。然而,如果我们的细胞机制的基本知识是有缺陷的,模型也可以。“知识的功能和作用在疾病蛋白质组的相当大的子集可能导致药物发现的阶跃变化,“Lilley笔记。比利时罗马尼亚比分直播
替代蛋白质倡议
Kustatscher和他的同事们把问题的规模,但我们如何解决它?显然需要改变蛋白质组学方法将延续周期内停止。替代蛋白质倡议,一本小说威康信托基金会注资的计划由Kustatscher et al .,概述了一个解决方案:功能蛋白质组学社会的协调努力。主动表明足够的数据聚集在一群缺乏研究的蛋白质——也许在其交互,本地化或表达式,这样假设函数。“在一个理想世界里,研究人员可以进行一些系统级功能化验,每个蛋白质测试为一个特定的函数。一个很好的例子,正在测试是否一个蛋白质结合RNA。有许多常规方法来执行这些功能屏幕上,还可以应用在许多条件;一些蛋白质可能只绑定RNA在一定的情况下,“Lilley解释道。
使用此功能数据,它会更容易澄清现场或实验室最适合进行进一步的详细研究,蛋白质。在本质上,任务分为两部分:大规模pre-characterization组学科学家,紧随其后的是分子生物学的研究。“更多的systems-wide研究需要协议的生物系统,集的条件测试,共享资源和整体的方法来刺激和戳替代蛋白质组,“Lilley说。“将尤其重要数据共享、管理、集成的数据库和创建动态的细胞模型。建筑等资源1.0音乐,层次映射Ideker实验室的细胞,是一个很好的起点。”
她继续说,“作为一个警告,然而,手头的任务几乎uncalculatable大小。我们还没有充分计算蛋白质组的大小。如果一个人考虑的proteoforms数量可能存在,换句话说,不同的化学实体的数量虽然帖子转录和转译后加工和可能的组合的处理,蛋白质组的大小扩大由多个数量级。”
无论大小的预期的挑战,首先必须在某处。替代蛋白质倡议发表一个开放的邀请研究人员,列出项目的“路线图”。一个公开访问调查已经启动的第一步,它提供了一个随机选择的人类蛋白质和要求用户将其分配给一个注释。接下来,该调查要求用户描述工具,资源和考虑他们会提出评估。
“基于调查的回应,我们的目标是定义一个社区面临的挑战努力解决蛋白质注释的偏见。我们将介绍和讨论结果在一个车间,”倡议领导人状态。在车间需要解决的核心问题包括:
- 什么新信息在一个无特征蛋白会引发详细的机械的研究?
- 什么工具(s)将提供这些信息?
- 怎么可能一个财团结构?
- 如何有效的信息及分子生物学家煽动改变?
采取行动
一些最伟大的科学成就都是基于一个潜在的风险。似乎势在必行,可以说是现在比以往任何时候都多——研究人员感到自信和舒适的追求不为人知或理解蛋白质的研究,无论预期的分析挑战或认为蛋白质是“乏味”。谁知道我们可能会发现,也许解决一些最具挑战性的科学难题的时间吗?
替代蛋白质倡议是主要的方式,鼓励社区参与通过参与调查和传播这个词。
