Molecular Cell：类似Google的蛋白功能搜索引擎研究进展

报道：细胞通过成千上万控制其生长和分化的蛋白相互协作而发挥功能，关键蛋白功能失常常会导致疾病。目前已经有许多关于探索所有人类蛋白功能的大规模研究项目。最近，de  Recherches  Cliniques  de  Montréal  (IRCM)研究所Benoit  Coulombe博士率领的研究小组新发展了一套行之有效的蛋白组学方法，有助于加深人们对人类蛋白组学的了解和进一步研究蛋白的功能。详细内容刊登于7月20日Molecular  Cell杂志。

    蛋白很少单独行动，更多情况下是与其它蛋白聚合为复合体，协作发挥功能。Coulombe等推测相互作用的蛋白可能是在同一生物学途径中的搭档，因此保留了相同的（或相关的）功能。于是，他们发展出一种利用蛋白组学方法和他们研制的运算法则，通过功能已知的蛋白，研究与之相互作用的蛋白伴侣的功能的“公式”。 

     Coulombe等通过系统性分析已知在基因转录和RNA加工过程中发挥特定功能的32个人类蛋白的搭档，绘制出一个包括436个蛋白和由这些蛋白形成的805个反应在内的复杂网络。为了证明物理学上相互作用的蛋白，功能上也有相关性，Coulombe等特意从网络中选择了一组功能未知的蛋白，根据其网络背景对其功能进行详尽研究。

    Coulombe等得到了一个被期待已久的发现：一种调节小RNA分子稳定性的关键酶。科研人员早在十几年前便意识到了这种酶的存在及其重要性，但苦于缺少有效的提取方法而不能对其进行深入研究。Coulombe等发现这种酶是另一种受其调节的蛋白的搭档，并将其命名为MePCE。除了MePCE，Coulombe等还发现了许多其它重要蛋白及这些蛋白在细胞中的功能。

    Human  Proteotheque  Initiative  (HuPI)是Coulombe实验室的一个卓有远见的项目，最终目的是目标是绘制一张与调节细胞生长、分化及疾病进行有关的蛋白的相互作用图谱。HuPI的中心是其实验性平台，术语为“HuPI  discovery  engine”。Molecular  Cell文章所描述的是第一代技术平台。

    现在最为重要的是发展一种高度可信的、有效的探索途径，得到尽可能全面、精确的相互作用图谱。Coulombe博士将其HuPI探索引擎比作Google搜索引擎。建立一套产生无用信息的方法无啻于浪费时间和资源，Coulombe的目标是集中精力建立一个只产生相关、有效信息的蛋白组学途径。（如同Google为网络搜提供有效连接图谱，省去更多不必要的信息）。虽然已经取得了一定成就，但Coulombe的最终目标是建立一个代表人类细胞正常生理学状态和特定疾病状态下的分子图谱的公用指令系统（repertoire），他希望这种蛋白相互作用网络的全面指令特征——Human  Proteotheque能够被全世界科学家用于寻找新的重要蛋白，为诊断甚至治疗特异疾病提供一臂之力。

原始出处:

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

Célia Jeronimo,1 Diane Forget,1 Annie Bouchard,1 Qintong Li,2 Gordon Chua,3 Christian Poitras,1 Cynthia Thérien,1 Dominique Bergeron,1 Sylvie Bourassa,4 Jack Greenblatt,3 Benoit Chabot,5 Guy G. Poirier,4 Timothy R. Hughes,3 Mathieu Blanchette,6 David H. Price,2 and Benoit Coulombe1,

1 Laboratory of Gene Transcription and Proteomics Discovery Platform, Institut de recherches cliniques de Montréal, 110 avenue des 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, including a 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 define a high-density protein interaction network for the mammalian transcription machinery and uncover multiple regulatory factors that target the transcription machinery.

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