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Nature：繼DNA之后，科學(xué)家再構(gòu)建蛋白質(zhì) “遺傳圖譜”
| 導(dǎo)讀 | 6月6日，《自然》雜志發(fā)表了一項(xiàng)由劍橋大學(xué)和默沙東的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)完成的重要成果：他們成功創(chuàng)建出人類蛋白質(zhì)的*個(gè)詳細(xì)遺傳圖譜。這一突破性研究有望增進(jìn)我們對(duì)各種疾病的了解，并有助于新藥的開(kāi)發(fā)。 |
DOI: 10.1038/s41586-018-0175-2
這項(xiàng)研究描述了人類血漿“蛋白質(zhì)組”（proteome）的遺傳基礎(chǔ)，確定了近1500個(gè)蛋白質(zhì)的近2000種遺傳關(guān)聯(lián)。此前，由于技術(shù)限制，研究人員只能同時(shí)測(cè)量少量血液蛋白質(zhì)。
而現(xiàn)在，研究人員使用一種由SomaLogic公司開(kāi)發(fā)的新技術(shù) “SOMAscan”來(lái)測(cè)量3300個(gè)人血液中的3600種蛋白質(zhì)。隨后，通過(guò)分析這些個(gè)體的DNA，尋找基因組中與蛋白質(zhì)水平相關(guān)的區(qū)域，進(jìn)而對(duì)蛋白遺傳的了解比之前增加了四倍。
Credit: Wikimedia Commons
蛋白“遺傳圖譜”的用途
這種基因圖譜的用途之一是識(shí)別引起疾病的特定生物途徑，論文中舉例指出了導(dǎo)致克羅恩病和濕疹的特定途徑。
“由于過(guò)去十年的基因組學(xué)革命，我們一直善于發(fā)現(xiàn)基因組與疾病之間的統(tǒng)計(jì)，但卻困擾于如何識(shí)別致病基因和途徑，”主要作者之一James Peters博士說(shuō)“現(xiàn)在，通過(guò)將我們的數(shù)據(jù)庫(kù)與我們所知道的遺傳變異和疾病之間的關(guān)聯(lián)相結(jié)合，我們能夠更多地了解疾病的生物學(xué)。"
在某些情況下，研究人員發(fā)現(xiàn)了影響蛋白質(zhì)水平的多種遺傳變異。通過(guò)將這些突變組合成該蛋白質(zhì)的“分?jǐn)?shù)”（score），他們能夠識(shí)別蛋白質(zhì)與疾病之間的新關(guān)聯(lián)。例如，以前與肺病有關(guān)的蛋白質(zhì)MMP12也被發(fā)現(xiàn)也與心臟病有關(guān)——然而，MMP12的水平越高，患肺病的風(fēng)險(xiǎn)越低，心臟病和中風(fēng)的情況則相反；這一信息非常重要，因?yàn)獒槍?duì)這種蛋白質(zhì)開(kāi)發(fā)的治療肺病患者的藥物可能無(wú)意中增加了心臟病的風(fēng)險(xiǎn)。
默沙東的科學(xué)家則在強(qiáng)調(diào)蛋白質(zhì)組遺傳數(shù)據(jù)如何被用于藥物發(fā)現(xiàn)方面發(fā)揮了重要作用。例如，除了強(qiáng)調(diào)潛在的副作用之外，這項(xiàng)研究的發(fā)現(xiàn)還可以通過(guò)對(duì)新藥物和現(xiàn)有藥物的蛋白質(zhì)靶點(diǎn)的新見(jiàn)解來(lái)進(jìn)一步幫助藥物開(kāi)發(fā)。通過(guò)將藥物、蛋白質(zhì)、遺傳變異和疾病起來(lái)，研究小組建議現(xiàn)有藥物也可以用來(lái)治療不同的疾病，或可增加目前正在研發(fā)的某些藥物在臨床試驗(yàn)中可能取得成功的信心。
成果公開(kāi)，可供使用
“我們的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)際上只是一個(gè)起點(diǎn)，” *作者Benjamin B. Sun說(shuō)，“這項(xiàng)研究中，我們列舉了一些如何使用它的例子，但現(xiàn)在是時(shí)候讓研究界開(kāi)始使用并尋找關(guān)于該數(shù)據(jù)庫(kù)新的應(yīng)用范疇了。"
作為該研究的參與組織之一，英國(guó)心臟基金會(huì)（British Heart Foundation）的Metin Avkiran教授認(rèn)為:”盡管DNA為我們提供了個(gè)人藍(lán)圖，但決定我們對(duì)疾病易感性和對(duì)藥物反應(yīng)的是基因編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能和數(shù)量的變化。這項(xiàng)研究為血液中的蛋白質(zhì)如何被我們的基因組成所控制提供了令人振奮的新見(jiàn)解，并為開(kāi)發(fā)心臟和循環(huán)系統(tǒng)疾病的新療法提供了機(jī)會(huì)。”
參考資料：
Scientists create 'genetic atlas' of proteins in human blood