Elkészült a világ legnagyobb proteintérképe
A sejtjeinkben lévő proteinek legtöbbjének, több tízezer fehérjének nem ismerjük a funkcióját. Most egy nemzetközi kutatócsapat feltérképezte kilenc állatfaj, köztük az ember sejtjein belül a proteinek interakcióit, ami jelentősen közelebb visz szerepük megértéséhez is.
A fehérjetudomány hatalmas teljesítménye a három ország hét kutatócsapatának összefogásával létrehozott proteintérkép, ami több tízezer eddig ismeretlen fehérje–fehérje-kölcsönhatásra derített fényt, azaz a becslések szerint feltárta a sejten belüli proteininterakciók negyedét.
A kanadai University of Toronto, illetve az egyesült államokbeli University of Texas at Austin professzorai (Andrew Emili és Edward Marcotte) vezetésével végzett kutatás eredményei a Nature-ben jelentek meg (Panorama of ancient metazoan macromolecular complexes). Az eredmények hamarosan nyílt hozzáférésű adatbázisokba kerülnek.
Interaktóma-kutatás
A kutatók extenzív biokémiai frakcionálás és kvantitatív tömegspektoszkópia kombinálása révén vizsgálták a sejtekben található oldható multiprotein komplexek összetételét kilenc olyan faj sejtjei esetében, amelyek teljes genomszekvenciája ismert. A cél az volt, hogy megnézzék, az evolúció során hogyan illeszkedtek össze a különböző fehérjék fehérjekomplexekké, és mi ezen fehérjekomplexek feladata a sejteken belül. Összesen több mint egy millió fehérje–fehérje interakciót tártak fel, köztük olyanokat, amelyek már az ősi eukariótákban is működtek egy milliárd évvel ezelőtt, illetve olyanokat, amelyek újabb szerzemények, így pl. a többsejtűség kialakulását tehették lehetővé.
Mint sajtóközleményükben írják a kutatók, akár egyetlen fehérje–fehérje-kölcsönhatás hibája is betegséghez vezethet, és a térkép abban is segíthet, hogy megtaláljuk, melyek azok az egyedi fehérjék, amelyek egy-egy komplex humán betegség gyökerénél találhatók. A fehérjék általában csoportokat, molekuláris komplexeket alkotva hajtják végre a különböző feladatokat, pl. az új proteinek szintézisét vagy a már nem szükségesek lebontását, azonban jelenleg a legtöbb fehérje funkcióját egyáltalán nem ismerjük. A nemzetközi kutatócsapat által most elkészített fehérjehálózati térkép segítségével következtetni lehet egyes fehérjék szerepére, annak alapján, hogy az eddig ismeretlen funkciójú fehérjék milyen más, már ismert fehérjékkel alkotnak komplexet. Így pl. számos fehérje szerepére derült fény, amelyek a sejtek sérülését kijavító komplexekbe integrálódnak. A kutatók összesen ezer fehérjekomplexet azonosítottak, amelyeknek alapvető a szerepük a fajok túlélésében.
A fehérjék szintjén is rokonok vagyunk
A kilenc faj, aminek fehérjehálózatát felrajzolták, az evolúciós életfa széles területeit reprezentálják: az emberen kívül élesztő, amőba, tengerirózsa, légy, féreg, tengerisün, béka és egér interaktómát készítettek a kutatók. Az összesített térképek megtízszerezik az ismert fehérje–fehérje-kölcsönhatások számát, és betekintést engednek abba, hogyan változott mindez az evolúció során. Mint Emili elmondja, már a tanulmány óriási mérete is biztosítja a nagy előrelépést, hiszen minden tanulmányozott faj esetében legalább megháromszorozódott az ismert fehérjeinterakciók száma, és kiderült többek között, hogy több tízezernyi fehérjeinterakció változatlanul megmaradt az első egysejtűek megjelenése, egymilliárd év óta. Mivel bebizonyosodott, hogy a humán sejtben sok proteinkomplex identikus a többi fajban található komplexekkel, lehetővé válik számos betegség genetikai bázisának tanulmányozása, és annak vizsgálata, hogy azok hogyan jelennek meg a különböző fajokban, teszi hozzá Marcotte.
A kutatók máris közelebb jutottak némelyik emberi betegség kialakulásának megértéséhez, így pl. felfedeztek egy eddig ismeretlen fehérjekomplexet, amelyben tucatnyi protein kapcsolódik össze, és mivel ismert volt a komplex némelyik összetevőjét kódoló gén szerepe intellektuális zavarok kialakulásában, a kutatók egy kapcsolódó kísérletben megvizsgálták, mi lehet a komplex funkciója: ebihalakban egyenként tönkretették a komplex tagjait, így kiderült, hogy a komplex feladata az embriófejlődés során a neuronok helyes térbeli pozíciójának biztosítása (a kutatók ezért a Commander nevet adták a fehérjekomplexnek). A kutatók hozzáteszik: az újonnan megismert proteininterakciók tízezrei mentén számos irányba indulhatunk el jövőbeli kutatásaink során, és feltárhatjuk a fehérjék és a betegségek közötti összefüggéseket.
