9号，顶级学术期刊《自然》发表了一篇重要论文：一个大型跨国科研团队发表了人类迄今为止最大的蛋白质相互作用组数据，其规模是之前数据的4倍！蛋白质相互作用组的这些数据包含了大约53000种不同的蛋白质相互作用信息，对于了解基本的生物学过程和疾病的发生具有重要意义。在今天的文章中，学术经纬团队也会介绍这部作品。
大量研究人员参与了这项工作(来源：参考文献[1])
什么是“蛋白互作组”？
我们知道人体是由数十亿个细胞组成的。在每个细胞中，有无数的蛋白质维持着细胞最基本的生理功能。在过去的几十年里，人们对这些蛋白质的认知取得了长足的进步。基因组、转录组和蛋白质数据让我们知道不同细胞在不同时间会产生哪种蛋白质。但这充其量只是一张“人口普查表”。我们对这些蛋白质的功能仍然知之甚少。
蛋白质相互作用组可以在一定程度上回答这些问题。顾名思义，这可以提供很多蛋白质与蛋白质之间相互作用的数据。知道了这些蛋白质的功能，我们就能更好地了解它们的生理功能。
科学家分析了约17500种人类蛋白质的相互作用(左)。具有相似模式的蛋白质被分成不同的组(右图)(图片来源：Katja Luck等人)
“自20世纪90年代中期以来，我们的合作团队一直认为蛋白质-蛋白质相互作用组可以揭示生命的最基本特征，”这项研究的领导者之一，达纳-法伯癌症研究所的马克维达尔教授说。“我们的研究展示了人类蛋白质相互作用组的首个参考图，并建立了一个信息框架，使我们能够更好地理解突变的基因如何导致癌症和其他疾病。此外，我们还可以知道新冠肺炎等病毒如何与人类宿主蛋白质相互作用。”
十年磨一剑。在来自美国、加拿大、西班牙、比利时、法国和以色列的80多位科学家的共同努力下，这些重要信息终于诞生了。
蛋白互作组是怎么做的？
弄清蛋白质之间的所有相互作用并不容易。在这项研究中，科学家们使用了一种经典的方法，——酵母双杂交。根据最新了解，人类基因组中约有17500个编码蛋白质的基因。科学家们测试了这些蛋白质是否会在酵母中成对相互作用。如果这两种蛋白质确实相互作用，特殊的分子开关将被激活，酵母细胞将开始生长。
因此，科学家可以通过观察酵母细胞能否生长来判断相应的两种蛋白质是否会相互作用。
这是大量的工作。仅仅一轮测试，就有3亿(17500乘以17500)种不同的可能性。为了实验的准确性，研究人员使用了三种不同的酵母系统，在每个系统中，实验重复三次。结果他们做了多达30亿左右的单项测试！
这项研究的工作量是巨大的(来源：参考文献[1])
从这些实验的结果中，研究人员发现了大约53，000种可靠的蛋白质相互作用，涉及8，000多种不同的蛋白质。值得注意的是，大部分都是以前从未发现过的新交互。
这项工作有什么意义？
研究人员指出，对于大多数人类蛋白质，我们仍然不知道它们的功能。蛋白质相互作用的信息允许我们推断一些关于蛋白质功能的信息。如果两种不同蛋白质与相似的蛋白质结合，它们可能具有相似的生物学功能。
“我们可以利用人类蛋白质相互作用组图谱来预测蛋白质的功能，”另一位负责这项研究的人弗雷德里克P罗斯教授说。“人们可以搜索他们感兴趣的蛋白质，并根据与之结合的其他蛋白质获得一些关于其功能的线索。”
事实上，根据这项工作，研究人员已经产生了许多见解。例如，他们发现了一些与程序性细胞死亡或细胞内容物释放有关的蛋白质。如果这些蛋白质出了问题，可能会导致疾病。
这项研究发现了一些组织特异性蛋白质网络(图片来源：参考文献[1])
更有趣的是，如果我们将蛋白质相互作用组的数据与组织特异性基因表达的数据结合起来，我们还可以找到不同组织发育和维持所需的蛋白质网络。我们还可以知道那些突变的蛋白质将如何影响它们的行动网络，从而导致疾病。在这些网络中，我们还可以找到许多治疗疾病的潜在靶点。
后记
正如研究人员所说，这项工作填补了一些现有的空白，将表型与基因组/蛋白质组更好地联系起来。也许是因为酵母和人类的差异，研究人员估计这项工作可能只覆盖了2%-11%的人类蛋白质相互作用组。即便如此，目前的结果足够有用，已经吸引了超过15000人使用。未来，科学家将利用新技术进一步扩大数据库的覆盖范围，以便为科学研究提供有价值的数据。
参考资料：
[1] Luck，k .Kim，d .Lambourne，l .等.人类二元蛋白质相互作用组的参考图谱.《自然》(2020)。
[2]2020年4月8日，世界上最大的蛋白质连接图，包含健康和疾病的线索，来自
原标题：《自然》今日：迄今最大的人类蛋白质相互作用群诞生。