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通过大规模测序和共同进化揭示了人类蛋白质相互作用的秘密

2019-01-08 14:14:23 • 来源：

细胞的运作就像蛋白质之间分子相互作用的非常同步的交响乐团一样。这种分子网络不仅对于了解生物体如何发挥作用至关重要，而且对于确定导致多种疾病的分子机制也是必不可少的。事实上，已经观察到蛋白质相互作用区域在肿瘤中优先突变。来自CNIO的Alfonso Valencia团队的Simone Marsili和David Juan 在美国国家科学院院刊(PNAS)上发表的一项研究表明，有可能从中了解人类蛋白质之间的大量相互作用。在更简单的细胞中，例如细菌，它们的对应物的进化。

通过大规模测序和共同进化揭示了人类蛋白质相互作用的秘密

来自CNIO结构计算生物学小组的JuanRodríguez和该论文的第一作者，“人类的复杂性不仅来自我们拥有的蛋白质数量，而且主要来自它们彼此之间的相互作用。” 据估计，在估计的200,000种蛋白质 - 蛋白质相互作用中，只有几千种在分子水平上得到了表征。“ 没有可靠的结构信息，很难研究许多重要相互作用的分子特性。研究人员现在正在首次探索这个“暮光之城”。

研究细菌了解人类疾病

虽然数百万年的进化将细菌和人类分开，但CNIO团队利用累积了数千种细菌序列的信息来预测人类蛋白质之间的相互作用。“我们已经使用了蛋白质共同进化现象：相互作用的蛋白质倾向于经历协调的进化变化，尽管随着时间的推移会发生突变，但这种变化会维持相互作用，”David Juan说。“我们已经证明，我们可以利用这种现象来检测我们与非常远的物种共享的人类相互作用的分子细节。最有趣的是，这使我们能够从细菌中传递信息，以研究我们所知道的人类相互作用。几乎没有任何关于，“Simone Marsili补充道。

这些新结果对未来的研究具有重要意义。“对这些相互作用的深入理解打开了三维结构建模的大门，这可能有助于我们设计针对各种类型癌症的重要相互作用的药物，”David Juan解释道。

罗德里格斯说：“这些知识还可以改善我们对与肿瘤发展相关的各种突变影响的预测。”

基于数据的科学

结构生物学和生物计算项目负责人Alfonso Valencia的实验室自20世纪90年代以来一直从事蛋白质共同进化研究。近年来，这一领域取得了长足的进步。“由于今天生成的大量生物数据，我们可以使用新的计算方法来解释更多因素，”瓦伦西亚解释说。研究人员表示，大规模实验技术的创新步伐正在提供额外的数据，因此可以设计更复杂的统计模型，提供更完整的生物系统视图，这在多因素疾病(如癌症)中尤为重要。

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