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Molecular Cell：類似Google的蛋白功能搜索引擎研究進(jìn)展
畢業(yè)論文
生物谷報(bào)道：細(xì)胞通過成千上萬控制其生長和分化的蛋白相互協(xié)作而發(fā)揮功能，關(guān)鍵蛋白功能失常常會導(dǎo)致疾病。目前已經(jīng)有許多關(guān)于探索所有人類蛋白功能的大規(guī)模研究項(xiàng)目。最近，deRecherchesCliniquesdeMontréal(IRCM)研究所BenoitCoulombe博士率領(lǐng)的研究小組新發(fā)展了1套行之有效的蛋白組學(xué)方法，有助于加深人們對人類蛋白組學(xué)的了解和進(jìn)1步研究蛋白的功能。詳細(xì)內(nèi)容刊登于7月20日MolecularCell雜志。
蛋白很少單獨(dú)行動，更多情況下是與其它蛋白聚合為復(fù)合體，協(xié)作發(fā)揮功能。Coulombe等推測相互作用的蛋白可能是在同1生物學(xué)途徑中的搭檔，因此保留了相同的（或相關(guān)的）功能。于是，他們發(fā)展出1種利用蛋白組學(xué)方法和他們研制的運(yùn)算法則，通過功能已知的蛋白，研究與之相互作用的蛋白伴侶的功能的“公式”。
Coulombe等通過系統(tǒng)性分析已知在基因轉(zhuǎn)錄和RNA加工過程中發(fā)揮特定功能的32個(gè)人類蛋白的搭檔，繪制出1個(gè)包括436個(gè)蛋白和由這些蛋白形成的805個(gè)反應(yīng)在內(nèi)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。為了證明物理學(xué)上相互作用的蛋白，功能上也有相關(guān)性，Coulombe等特意從網(wǎng)絡(luò)中選擇了1組功能未知的蛋白，根據(jù)其網(wǎng)絡(luò)背景對其功能進(jìn)行詳盡研究。
Coulombe等得到了1個(gè)被期待已久的發(fā)現(xiàn)：1種調(diào)節(jié)小RNA分子穩(wěn)定性的關(guān)鍵酶。科研人員早在10幾年前便意識到了這種酶的存在及其重要性，但苦于缺少有效的提取方法而不能對其進(jìn)行深入研究。Coulombe等發(fā)現(xiàn)這種酶是另1種受其調(diào)節(jié)的蛋白的搭檔，并將其命名為MePCE。除了MePCE，Coulombe等還發(fā)現(xiàn)了許多其它重要蛋白及這些蛋白在細(xì)胞中的功能。
HumanProteothequeInitiative(HuPI)是Coulombe實(shí)驗(yàn)室的1個(gè)卓有遠(yuǎn)見的項(xiàng)目，最終目的是目標(biāo)是繪制1張與調(diào)節(jié)細(xì)胞生長、分化及疾病進(jìn)行有關(guān)的蛋白的相互作用圖譜。HuPI的中心是其實(shí)驗(yàn)性平臺，術(shù)語為“HuPIdiscoveryengine”。MolecularCell文章所描述的是第1代技術(shù)平臺。
現(xiàn)在最為重要的是發(fā)展1種高度可信的、有效的探索途徑，得到盡可能全面、精確的相互作用圖譜。Coulombe博士將其HuPI探索引擎比作Google搜索引擎。建立1套產(chǎn)生無用信息的方法無啻于浪費(fèi)時(shí)間和資源，Coulombe的目標(biāo)是集中精力建立1個(gè)只產(chǎn)生相關(guān)、有效信息的蛋白組學(xué)途徑。（如同Google為網(wǎng)絡(luò)搜提供有效連接圖譜，省去更多不必要的信息）。雖然已經(jīng)取得了1定成就，但Coulombe的最終目標(biāo)是建立1個(gè)代表人類細(xì)胞正常生理學(xué)狀態(tài)和特定疾病狀態(tài)下的分子圖譜的公用指令系統(tǒng)（repertoire），他希望這種蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)的全面指令特征——HumanProteotheque能夠被全世界科學(xué)家用于尋找新的重要蛋白，為診斷甚至治療特異疾病提供1臂之力。
原始出處:
Molecular Cell, Vol 27, 262-274, 20 July 2007
Article
Systematic Analysis of the Protein Interaction Network for the Human Transcription Machinery Reveals the Identity of the 7SK Capping Enzyme
1 Laboratory of Gene Transcription and Proteomics Discovery Platform, Institut de recherches cliniques de Montréal, 110avenuedes Pins Ouest, Montréal, QC H2W 1R7, Canada
2 Biochemistry Department, University of Iowa, Iowa City, IA 52242-1109, USA
3 Banting and Best Department of Medical Research, University of Toronto, Toronto, ON M5G 1L6, Canada
4 Centre hospitalier universitaire de Québec, Université Laval, Québec, QC G1V 4G2, Canada
5 Département de microbiologie et infectiologie, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC J1H 5N4, Canada
6 McGill Centre for Bioinformatics, McGill University, Montréal, QC H3A 2B4, Canada
Corresponding author
Benoit Coulombe
benoit.coulombe@ircm.qc.ca
We have performed a survey of soluble human protein complexes containing components of the transcription and RNA processing machineries using protein affinity purification coupled to mass spectrometry. Thirty-two tagged polypeptides yielded a network of 805 high-confidence interactions. Remarkably, the network is significantly enriched in proteins that regulate the formation of protein complexes, includinga number of previously uncharacterized proteins for which we have inferred functions. The RNA polymerase II (RNAP II)-associated proteins (RPAPs) are physically and functionally associated with RNAP II, forming an interface between the enzyme and chaperone/scaffolding proteins. BCDIN3 is the 7SK snRNA methylphosphate capping enzyme (MePCE) present in an snRNP complex containing both RNA processing and transcription factors, including the elongation factor P-TEFb. Our results definea high-density protein interaction network for the mammalian transcription machinery and uncover multiple regulatory factors that target the transcription machinery.
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