معلومة

G6. مجموعة مشاكل البروتينات 1 - علم الأحياء

G6. مجموعة مشاكل البروتينات 1 - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

سوف تدرس بروتين تحويل الإشارة ومجالات تفاعلها باستخدام مجموعة متنوعة من برامج البروتينات المستندة إلى الويب. بالنسبة لمعظم هذه البرامج ، ستحتاج إلى إدخال تسلسل الأحماض الأمينية بتنسيق FASTA. يمكنك أيضًا استخدام هذه البرامج لدراسة أي بروتين في PDB.

الحصول على تسلسل FASTA
1. انتقل أولاً إلى PDB. أدخل اسم البروتين الخاص بك (الذي يحتوي على مجال تفاعل) في مربع البحث. تقييد البحث على homo sapiens. اختر من قائمة ملفات بنية البروتين الأنسب. المثال أدناه هو رمز 2YYN pdb.

2. حدد القائمة المنسدلة Download Files واحفظ تسلسل FASTA في الدليل الرئيسي الخاص بك. قم بتنزيل الملف كملف Wordpad. قد تضطر إلى إزالة الأقسام المتكررة التي لا تتوافق مع تسلسل الأحماض الأمينية الفردية أو التسلسلات المتطابقة إذا كان الهيكل يتكون من وحدات فرعية متطابقة لمعرفة ما إذا كان هذا هو الحال ، حدد JSmol (انظر الشكل أعلاه) ، قم بتدوير الهيكل باستخدام الماوس الخاص بك لمعرفة ما إذا كانت هناك سلاسل متعددة ، وحرك الماوس فوق السلاسل لمعرفة كيفية تسمية الأحماض الأمينية في تلك السلسلة. قد ترى [TRP] 33A: على سبيل المثال ، حيث يشير A إلى سلسلة A منفصلة. انتقل إلى سلاسل أخرى. ثم انتقل إلى إصدار Wordpad من تسلسلات FASTA. يمكنك فحص السلاسل لمعرفة ما إذا كانت السلاسل متطابقة. إذا كان الأمر كذلك ، فاحذف الكل باستثناء الأول. راجع رابط FASTA أعلاه للحصول على المساعدة.

I. التنبؤ بخصائص البروتين من بيانات التسلسل
استخدم البرامج التالية للحصول على معلومات حول البروتين الخاص بك. Snip (باستخدام أداة القص على سبيل المثال) والصق القليل من المعلومات ذات الصلة من كل برنامج (باستخدام أداة القطع) في ملف DOCX هذا وحفظه في المجلد وتحميله في Sharepoint. قم بتسمية الملف Lastname_LastName_FirstInitial_WebInteraction. إذا كانت لديك أي مشكلة مع أي من البرامج (الكثير من رسائل الخطأ) ، فتخط هذا البرنامج المحدد. يقوم العديد منهم بنفس النوع من التحليلات. قارن النتيجة. قم بقص ولصق محتوى كافٍ لإظهار أنك أكملت السؤال. اكتب إجابات عندما يُطلب منك تفسير الناتج.

أ. مجموعة معالجة التسلسل: تحديد الوزن الجزيئي للبروتين.

ب. عزر خطي حقيقيات النوى: الأشكال الخطية عبارة عن قسم قصير مضطرب جوهريًا من البروتينات التنظيمية وتوفر واجهات تفاعل منخفضة التقارب. تلعب هذه الوحدات المدمجة أدوارًا مركزية في التوسط في كل جانب من جوانب الوظيفة التنظيمية للخلية. وهي بارزة بشكل خاص في التوسط في إشارات الخلايا ، والتحكم في دوران البروتين وتوجيه توطين البروتين. يوفر النموذج الخطي حقيقيات النوى (ELM) للمجتمع البيولوجي قاعدة بيانات شاملة للزخارف المعروفة التي تم التحقق من صحتها تجريبياً ، وأداة استكشافية لاكتشاف الزخارف الخطية المفترضة في تسلسل البروتين المقدم من المستخدم. قص ولصق الجزء العلوي من الناتج الذي يظهر IUPRED الذي يعرض الرسم البياني للطلب / الفوضى.

ج. TargetP 1.1: يتنبأ بالموقع الخلوي لبروتين حقيقيات النواة. قص ولصق النتائج. فسرهم بناءً على هذا الرابط. أين من المحتمل أن يوجد بروتينك؟

د. NET-NES 1.1 Server :: يتنبأ بإشارات التصدير النووية الغنية باللوسين (NES) في البروتينات حقيقية النواة سيساعدك هذا الرابط في شرح المخرجات. هل لك؟

ه. NLSdb - قاعدة بيانات إشارات التعريب النووي: ابحث عن معلومات حول إشارات التوطين النووي (NLSs) والبروتينات النووية. حدد استعلام. أدخل كود PDB وحدد NL. هل لك؟

F. خادم NetPhos 2.0: ينتج تنبؤات الشبكة العصبية لمواقع فسفرة السيرين والثريونين والتيروزين في البروتينات حقيقية النواة. (برامج التنبؤ الرائعة الأخرى من هذا الموقع)

ز. TMPRED: يقوم برنامج TMpred بالتنبؤ بمناطق الأغشية الممتدة واتجاهها. تعتمد الخوارزمية على التحليل الإحصائي لـ TMbase ، وهي قاعدة بيانات لبروتينات الغشاء التي تحدث بشكل طبيعي. يتم التنبؤ باستخدام مجموعة من عدة مصفوفات الوزن للتقييم. الصق تسلسل FASTA الخاص بك ولكن أزل الرأس قبل التشغيل. هل لها حلزون عبر الغشاء؟

ح. TopPred 1.1 - متنبئ طوبولوجي لبروتينات الغشاء في معهد باستير. سيكون عليك إدخال عنوان بريدك الإلكتروني. الصق ملف FASTA بأكمله. هل لديها حلزون عبر الغشاء؟ (جزء من Mobyle)

احفظ الرسم البياني الأول (ملف رسومي PNG) للمخرج ، وافتحه باستخدام Adobe Photoshop ، والصق الصورة في تقريرك. هل يُظهر الرسم البياني أقسامًا متناوبة كارهة للماء (+ قيم) / محبة للماء (- قيم) متوافقة مع حلزونات الغشاء (على سبيل المثال ، هل تتوقع رؤية 7 امتدادات كارهة للماء لـ GPCR)؟

أنا. PFAM - تحليلات متعددة لعائلات البروتين. يبحث هذا البرنامج في تنظيم المجال لتسلسل البروتين. أدخل كود PDB. عند الانتهاء ، حدد "التسلسلات" في القائمة أدناه.


ثم حدد التسلسل البشري. قص الرسم التخطيطي الناتج والأسطورة التي توضح بنية المجال للبروتين. يمكنك أيضًا النقر فوق كل مجال في الرسم التخطيطي للحصول على مزيد من المعلومات حول المجال. هل يحتوي البروتين على المجال المقترح في جدول البداية؟

ي. الايجابيات: أدخل تسلسل FASTA الخاص بك في وضع المسح السريع. حدد استبعاد الأشكال ذات الاحتمالية العالية لحدوثها من الفحص. قص ولصق The Hits by Proifle بنية المجال. قد تحتاج أحيانًا إلى رقم كود مختلف ، UniProtKB: رقم الدخول. احصل على هذا من صفحة الويب PDB كما هو موضح أدناه:

ك. eFindSite: عبارة عن تنبؤ بموقع ربط ligand وخوارزمية فحص افتراضية تكتشف مواقع ربط ligand الشائعة. أدخل كود PDB ثم ملف pdb الذي قمت بتنزيله.

ل. eFindSitePPI: يكتشف مواقع وبقايا ارتباط البروتين باستخدام خيوط المعالجة الوصفية. كما أنه يتنبأ بالهندسة البينية والتفاعلات المحددة التي تعمل على استقرار معقدات البروتين والبروتين ، مثل الروابط الهيدروجينية وجسور الملح والتفاعلات العطرية والطارئة للماء

م. NCBI Standard Protein BLAST: أدخل ملف FASTA. يُظهر الإخراج المجال وعائلة المجال الفائقة متبوعة بتسلسلات بروتينية أخرى متطابقة تقريبًا مع البروتين الخاص بك. النتائج رسومية تليها وصفية. هيكل مجال القصاصة مع أقرب التسلسلات المحاذاة. ثم حدد كود pdb ضمن هياكل PDB (المثال أدناه 1xww).
سترى نافذة مشابهة أدناه. حدد ضمن المجال 1xwwwA00 (كمثال). :

ثم حدد رقم انضمام UniProtKB. قم بتأكيد العديد من التوقعات التي قمت بها أعلاه.

ن. توقع فتح البروتين: الخصائص الفيزيوكيميائية للبروتين الخاص بك. سيكون عليك تقديم عنوان بريدك الإلكتروني. عند الانتهاء ، يمكنك الوصول إلى الكثير مما تعلمته أعلاه من خلال الروابط الموجودة على اليسار أسفل لوحة التحكم الرئيسية.

ثانيًا. تصور تفاعلات البروتين

من المهم أن تكون قادرًا على تصور تفاعلات الربط بين المجال المستهدف والرابط (جزيء صغير ، بروتين معدل PTM ، بروتين أو DNA). فيما يلي بعض البرامج التي تسمح بذلك. ملحوظة: يعتمد البرنامج الذي تختاره على ما إذا كان البروتين الخاص بك مرتبطًا برباط صغير أو بروتين آخر أو جزيء كبير آخر ، وفي هذه الحالة تحتاج إلى استكشاف واجهات تفاعل البروتين.

LIGAND: تفاعلات البروتين

التخصيص: سوف تدرس تفاعل بروتين كيناز سي (PKC) مع إستر ليجند فربال ، وهو محاكاة للرسول الثاني دياسيل جليسريد مع برنامجين: Ligand Explorer و Protein-Ligand Interaction Profilers

أ. Ligand Explorer هو برنامج قائم على Java. ربما لن يعمل على جهاز Mac يعمل بنظام Safari. ستحتاج إلى أحدث إصدار من Java لتشغيله. جرب معامل الكمبيوتر المختلفة حول الحرم الجامعي أيضًا. انتقل إلى صفحة PDB للحصول على البروتين الخاص بك. بعد إدخال كود pdb ، قم بالتمرير لأسفل إلى قسم الجزيئات الصغيرة في منتصف الصفحة المعروضة لهذا المجمع. توجد روابط لكل من التصور ثنائي الأبعاد وثلاثي الأبعاد للتفاعلات. .

حدد المخطط ثنائي الأبعاد الذي يعرض التفاعلات. حدد Jsmol لرؤية الترابط بسطح ملزم) يتفاعل مع بقايا التلامس في البروتين. يمكنك تحديد خلفية بيضاء والتبديل بين تشغيل وإيقاف روابط H. قص ولصق.

حدد الآن Ligand Explorer للحصول على عرض أكثر تفصيلاً. تأكد من تحديد الترابط الصحيح (انظر الجدول أدناه). قد يُطلب منك السماح للنوافذ المنبثقة من الموقع. إذا كان الأمر كذلك ، اسمح لها. قد تضطر إلى إعادة تحديد Ligand Explorer مرة أخرى لبدء البرنامج. استمر في منح الأذونات واتباع المطالبات حتى يتم فتح Ligand Explorer. بمجرد بدء التشغيل ، حدد فتح هذا الرابط في علامة تبويب أو نافذة جديدة وسيتم فتح الإرشادات في المتصفح. استخدم الماوس للمساعدة في العثور على أفضل عرض للتفاعلات.
حدد الرابطة الهيدروجينية ، ورابطة H الكارهة للماء ، والجسور (بوساطة جزيء الماء) والتفاعل المعدني (يظهر على الجانب الأيسر. حدد تصنيف التفاعلات حسب المسافة. خذ لقطة شاشة مقصوصة لكل تفاعل (انظر التعليمات أدناه).
للتجسيد النهائي ، حرك مفتاح التبديل في Select Surfaces إلى معتم. ثم قم بتغيير المسافة بأفضل طريقة لإظهار التجويف الذي يرتبط فيه الربيط. اللون عن طريق كره الماء والذي يعطي لونين يمثلان الأجزاء غير القطبية والقطبية من التجويف. حدد الأسطح الصلبة

ب. ملفات تعريف تفاعل البروتين - يجند: أدخل اسم ملف PDB الخاص بك. بعد اكتمال التشغيل ، حدد جزيء صغير ثم الرابط المناسب. ستحصل على تمثيل ثنائي الأبعاد يمكنك قصه ولصقه. ثم حدد عرض Pymol 3D (أول 5 أجهزة كمبيوتر في ASC 135). سترى عرضًا تفاعليًا لرابط صغير مرتبط وبقايا البروتين التي تلامسها في المجمع. يمكنك الحصول على تنزيل مجاني للطلاب من Pymol لجهاز الكمبيوتر الخاص بك. قص ولصق المعلومات ذات الصلة.

البروتين: تفاعلات سطح الجزيئات

سوف تدرس البروتين: تفاعلات البروتين بين مجال Src وببتيد الفوسفور الصغير باستخدام InterProSurf و COCOMAPS.

أ. InterProSurf: يُبلغ عن عدد الذرات السطحية والمدفونة لكل سلسلة ، ومناطق كل بقايا تعتبر في الواجهة. حدد PDB Complex في علامات تبويب القائمة العلوية وأدخل ملف pdb الخاص بك. هذا يعطي بيانات رقمية فقط. قص ولصق المعلومات ذات الصلة.

ب. كوكومابس: يحلل ويصور الواجهات في المجمعات البيولوجية (مثل البروتينات والبروتينات والبروتينات والحمض النووي الريبي). أدخل اسم ملف PDB ثم السلاسل داخل ملف PDB الذي ترغب في رؤية سطح التفاعل. اكتب الحرف لإحدى السلاسل المتفاعلة التي حددتها في مربع الإدخال الأول والحرف الثاني في المربع الثاني. ستظهر النتائج التفصيلية في شكل رسوم بيانية وجدول.

طريقة رائعة لتصور واجهة الربط هي تنزيل ملفات .pdb و .pml الجديدة وفتح ملف pdb في Pymol. بمجرد فتح ملف PDB في Pymol ، حدد ملف -> تشغيل -> script_name.pml. قص ولصق المعلومات ذات الصلة.

الجدول: إشارات البروتينات للتحليل

المجالات في جزيئات الإشارة

اختصاص

هدف ملزم

العملية الخلوية

مثال على البروتين

ملف PDB

برومو

أسيتيل ليس

كروماتين ريج.

BRD4

2YYN

C1

دياسيل جلسرين

توظيف غشاء البلازما

راف -1

3OMV

C2

الفوسفوليبيد (المعتمد على الكالسيوم)

استهداف الأغشية والاتجار بالحويصلات

PRKCA

3IW4

بطاقة

تفاعلات النمط المتماثل

موت الخلايا المبرمج

CRADD

3 سي ار دي

كرومو

ميثيل ليس

كرومو ريج ، جين txn

CBX1

3F2U

الموت (DD)

بين النمط المتماثل.

موت الخلايا المبرمج

فاس

3EZQ

دائرة التنمية الاقتصادية

بين النمط المتماثل.

موت الخلايا المبرمج

كاسباس 8

1F9E

DEP

ممب ، GPCRs

سيج ترانس ، حماية الاتجار

Dsh

الإنسان أشعث 2

2 راي

سيطرة

Arf / Art G prot

حركة جولجي

جولجين 97 (جولجا 5)

1R4A

PDZ

أشكال الببتيد مصطلح C

سقالات متنوعة

PSD-95

أو أقراص متجانسة كبيرة 4

1L6O

PH

الفوسفوليبيد

recuirt الغشاء

أكت

1O6L

3CQW

PTB

الفوسفور- Y

إشارات Y كيناز

Shc 1

البروتين المحول لـ SHC 1

1UEF

1يرس

أوروبا

RGS

جيب تجليد GTP من Galpha

سيج ترانس

RGS4

1EZT

SH2

الفوسفوي

إشارات pY

Src

4U5W

SH3

التسلسل الثري المؤيد

متنوعة الهيكل الخلوي

Src

2PTK

TIR

هومو / غير متجانسة

السيتوكين والمناعة

TLR4

3VQ2

حركة المرور

TNF تشوير

بقاء الخلية

TRAF-1

3ZJB

VHL

هيدروكسي برو

انتشار واسع

VHL

1VCB

تفاعلات بروتين يجند وبروتين البروتين

البروتين (PKC): يجند (phorbal ester mimic of the messenger diacylglyceride الثاني مع Ligand Explorer و
ملفات تعريف تفاعل البروتين - يجند

1PTR

بروتين (جزء سلسلة E-Src): بروتين (سلسلة I - ببتيد فوسفوري) مع كوكومابس

1QG1

مرتبط H-Ras-GppNHp بمجال ربط Ras (RBD) الخاص بـ Raf Kinase

ربط GppNHp مع Ligand Explorer و Protein-Ligand Interaction Profilers

البروتين (راس ، السلسلة أ): تفاعلات البروتين (RBD-Raf ، السلسلة B) مع COCOMAPS

4G0N


مخططات الضغط العددي لبيانات قياس الطيف الكتلي للبروتيوميات

يعد تنسيق XML المفتوح mzML ، المستخدم لتمثيل بيانات MS ، أمرًا محوريًا لتطوير برنامج تحليل MS مستقل عن النظام الأساسي. على الرغم من أن التحويل من تنسيقات البائعين إلى mzML يجب أن يتم على نظام أساسي تتوفر عليه مكتبات البائعين (مثل Windows) ، بمجرد إنشاء ملفات mzML ، يمكن استخدامها على أي نظام أساسي. ومع ذلك ، فقد تبين أن تنسيق mzML أقل كفاءة من تنسيقات البائعين. في كثير من الحالات ، يكون تمثيل mzML الساذج أكبر بأربعة أضعاف أو حتى يصل إلى 18 ضعفًا مقارنة بملف البائع الأصلي. في عمليات الإعداد المحدودة للقرص I / O ، يؤدي ملف البيانات الأكبر أيضًا إلى أوقات معالجة أطول ، وهي مشكلة نظرًا لمعدلات إنتاج البيانات لمقاييس الطيف الكتلي الحديثة. في محاولة للحد من هذه المشكلة ، نقدم هنا مجموعة من خوارزميات الضغط العددي تسمى MS-Numpress ، والمخصصة للضغط الفعال لبيانات MS. لتسهيل التبني ، تستهدف الخوارزميات البيانات الثنائية في معيار mzML ، ويتوفر بالفعل الدعم في أدوات البروتينات الرئيسية. باستخدام مجموعة اختبار مكونة من 10 ملفات بيانات MS تمثيلية ، أظهرنا انخفاضًا في حجم الملف النموذجي بنسبة 90٪ عندما يقترن بالضغط التقليدي ، بالإضافة إلى انخفاض وقت القراءة بنسبة تصل إلى 50٪. ومن المتصور أن هذه التحسينات ستكون مفيدة لمعالجة البيانات داخل مجتمع MS.

© 2014 من قبل الجمعية الأمريكية للكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية ، وشركة.


البروتينات: أبحاث عالية البروتين

تتعمق جهود تصنيف البروتينات بشكل أعمق في محاولة لجعل الأبحاث الجينية تقدم فوائد عملية.

عندما استخدم مايكل سنايدر أدوات "-omics" على نفسه ، كان لديه بعض المفاجآت. على سبيل المثال ، اكتشف تسلسل الجينوم الخاص به أن لديه استعدادًا وراثيًا لمرض السكري من النوع 2 ، على الرغم من أنه لم يكن لديه أي من عوامل الخطر القياسية ، مثل السمنة أو التاريخ العائلي للمرض. على مدار الأربعة عشر شهرًا التالية ، اختبر سنايدر ، عالِم الوراثة الجزيئية بجامعة ستانفورد في كاليفورنيا ، نفسه مرارًا وتكرارًا لمراقبة نشاط الحمض النووي الريبي وإنتاج البروتين 1.

عندما أصيب بفيروس الجهاز التنفسي في منتصف الدراسة ، راقب تغير تعبير البروتين وتنشيط المسارات البيولوجية. ثم تم تشخيص حالته بأنه مصاب بمرض السكري - بدا له كما لو أن العدوى تسببت في الحالة. كما شاهد بروتيناته تتغير خلال نوبة مرض لايم.

يقول سنايدر ، الذي أنتج جسمه نصف بيتابايت (500 ألف غيغا بايت) من البيانات حتى الآن: "لم يكن لدي أي فكرة عن أنني سأصبح مثيرًا للاهتمام". "لقد كان مجرد دليل على المبدأ".

قام منذ ذلك الحين بتوسيع دراسته لتشمل 100 شخص ، وجمع القياسات من البروتينات و 13 "-ومًا" أخرى ، بما في ذلك البروتينات ونسخة الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في أجسامهم. يأمل أن يتمكن هو والآخرون من جمع هذه الملفات الشخصية العميقة من مليون مريض ، وتطبيق أدوات البيانات الضخمة لاستنباط الاختلافات التي تتنبأ بالمرض وتوفير فهم أدق للحالات المختلفة. كما يأمل في أن يتمكنوا من تقسيم الظروف إلى أنواع فرعية من خلال ملفاتهم البروتينية. يقول سنايدر: "ربما يوجد 100 نوع مختلف من مرض السكري".

تُظهر تجربة سنايدر قوة استخدام "-omics" لتحسين فهمنا للبيولوجيا ، كما يقول ويليام هانكوك ، كيميائي البروتين في جامعة نورث إيسترن في بوسطن ، ماساتشوستس.

توفر الجينات دليل التعليمات للعمليات البيولوجية ، لكن البروتينات التي يصنعونها هي التي تحول هذه التعليمات إلى حقيقة. تُبذل جهود دولية ضخمة لتحديد البروتينات ، ورسم خرائط مواقعها في الأنسجة والخلايا ، وحساب الكمية التي يتم إنتاجها في ظروف معينة ، ووصف الأشكال المختلفة التي يمكن أن تتخذها. وستكشف محيطات البيانات من عمليات البحث هذه عن المؤشرات الحيوية للأمراض وتوفر أهدافًا للأدوية لعلاج الحالات المختلفة. من خلال الجمع بين البروتينات وعلم الجينوم وعلم النسخ وعلم الأيض و "-omics" الأخرى ، يمكن للعلماء تعميق فهمهم للبيولوجيا على المستوى الجزيئي.

يقول جيلبرت أومين ، خبير المعلومات الحيوية بجامعة ميتشيغان في آن أربور ورئيس مشروع البروتينات البشرية العالمي (HPP) ، إن علم البروتينات يجلب المعلومات الجينية إلى المستوى العملي. فكرة المشروع هي إنشاء "قائمة أجزاء كاملة" لجسم الإنسان ، كما يقول ، "لملء العديد من النقاط الفارغة بين معرفة أن الجين له علاقة بعملية مرضية ومعرفة كيفية عمله حقًا" .

هذه قائمة أجزاء لا بأس بها. يحتوي جسم الإنسان على ما يقرب من 20000 جين قادر على إنتاج البروتينات. يمكن لكل جين إنتاج أشكال متعددة من البروتين ، وهذه بدورها يمكن تزيينها بالعديد من التعديلات اللاحقة للترجمة: يمكن أن ترتبط مجموعات الفوسفات أو الميثيل ، أو ترتبط بالدهون أو الكربوهيدرات ، وكلها تؤثر على وظيفتها. يقول بيرنهارد كوستر ، الذي يدرس البروتينات في الجامعة التقنية في ميونيخ بألمانيا: "إن عدد الجزيئات المحتملة التي يمكن أن تصنعها من جين واحد ضخم". "من الصعب جدًا تقدير ذلك ، لكنني لن أتفاجأ بوجود 100000 بروتين مختلف أو أكثر في خلية واحدة."

أبحاث البروتيوميات هي مؤسسة دولية. أنشأت منظمة البروتين البشري مشروعين مكملين لـ HPP ، كلاهما يستخدم مقياس الطيف الكتلي. الأول ، HPP القائم على الكروموسوم ، قسم 24 كروموسومًا بين 19 دولة. اليابان ، على سبيل المثال ، تتعامل مع الكروموسوم 3 والكروموسوم X ، وتدرس إيران الكروموسوم Y. والثاني ، HPP الذي يحركه علم الأحياء / المرض ، يبحث عن البروتينات في أنسجة وأعضاء معينة ، مع التركيز على تلك ذات الصلة بالأمراض مثل مرض السكري وسرطان القولون. يعتمد مشروع عالمي منفصل ، أطلس البروتين البشري ، على الأجسام المضادة ذات الجزيئات الفلورية أو غيرها من العلامات المرتبطة ببروتينات معينة للتعرف عليها.

هناك أيضًا بعض الجهود الوطنية المهمة. تستثمر الصين بكثافة في أبحاث البروتينات ، ومن الأمثلة على ذلك مختبر وطني جديد يسمى PHOENIX ، والذي كان من المقرر افتتاحه في أكتوبر بتمويل سنوي قدره 10 ملايين دولار أمريكي.

مهما كان الأسلوب التقني ، فإن رسم خرائط البروتين البشري ليس بالمهمة السهلة.إن الجينوم بسيط بالمقارنة - فهو مُجمَّع بأربعة أحماض نووية فقط ويتغير قليلاً على مدى حياة الشخص ، باستثناء حالة السرطان الخاصة. من ناحية أخرى ، تختلف البروتينات بمرور الوقت ، حيث تتغير أثناء التمرين والمرض ودورات الحيض ، على سبيل المثال. من المضاعفات الأخرى أن البروتين الأكثر وفرة يمكن أن يكون أكثر شيوعًا بنحو 10 مليارات مرة من الأقل. يقول هانكوك ، الرئيس المشارك لـ HPP القائم على الكروموسوم: "لديك جينوم واحد ولديك جازليون بروتين ، اعتمادًا على الوضع البيئي".

يقول كوستر: "لا يوجد شيء اسمه بروتين بشري في شخص واحد ، ناهيك عن كثير من الناس". في العام الماضي ، نشرت مجموعته مسودة خريطة 2 لبروتين بشري بناءً على 16857 قياس طيف الكتلة للأنسجة البشرية وخطوط الخلايا وسوائل الجسم. كما قاموا بإنشاء قاعدة بيانات ، ProteomicsDB ، لتوفير تحليل للبيانات.

مجرد معرفة كيفية التعامل مع حجم بيانات البروتينات أمر صعب. أطلس البروتين البشري ، على سبيل المثال ، يجمع صورًا للأنسجة ذات الأجسام المضادة الموسومة. تشغل كل صورة عشرات الميغابايت ، وتتاح ملفات jpeg المضغوطة التي يبلغ حجمها حوالي 10 ميغابايت للتوزيع عبر الإنترنت.

وفي الوقت نفسه ، يقوم المعهد الأوروبي للمعلومات الحيوية (EBI) في Hinxton بالمملكة المتحدة بإنشاء ELIXIR ، وهي بنية أساسية للحوسبة الموزعة مصممة لمشاركة البروتينات وبيانات الأحياء الأخرى بين المؤسسات البحثية في أوروبا. يقول ماتياس أولين ، عالم الأحياء الدقيقة في المعهد الملكي للتكنولوجيا KTH في ستوكهولم ، السويد: "لا يريد ELIXIR إنشاء قاعدة بيانات ضخمة - فهم يريدون ربط مجموعات مختلفة وبلدان مختلفة". يعد EBI بالفعل مستودعًا لقاعدة بيانات تعريف البروتين (PRIDE) ، والتي تجمع بيانات قياس الطيف الكتلي التي تم إنشاؤها بواسطة مجموعات بحثية متعددة.

لكن العلماء غالبًا ما يختلفون بشأن الاحتفاظ بالبيانات الأولية أو التخلص منها. يقول كونراد بيسانت ، عالم المعلومات الحيوية في جامعة كوين ماري بلندن: "إن طرق تحديد البروتينات من البيانات الأولية تتحسن باستمرار ، لذا فمن المنطقي الاحتفاظ بالبيانات الأولية إذا أمكن - لكنها تتطلب مساحة كبيرة". الجدل على الجانب الآخر ، كما يقول ، هو أن "المجال يتقدم بسرعة كبيرة ، فلماذا تنظر إلى مجموعة بيانات عمرها خمس سنوات؟ يمكنك أيضًا إجراء التحليل مرة أخرى ، لأن الأدوات أفضل بكثير ".

ومع ذلك ، فإن بيانات البروتينات أبعد ما تكون عن الكمال. في قضية طبيعة سجية نشرت مجموعة أخرى من العلماء من الولايات المتحدة والهند في مايو الماضي ، حيث أبلغت مجموعة كوستر عن نتائجها ، مسودة خريطة 3 قيل إنها تغطي حوالي 84٪ من جينات ترميز البروتين في الجينوم البشري. استندت كلتا الخريطتين إلى مقياس الطيف الكتلي: إنزيم يهضم البروتينات وينتج متواليات ببتيدية يبلغ طولها حوالي 7 إلى 30 حمضًا أمينيًا ، وتستخدم كتلة هذه الببتيدات لاستنتاج تكوين البروتين. وانتهى كلا المشروعين إلى تقليل عدد البروتينات التي زعموا أنهم عثروا عليها ، بعد أن شكك علماء آخرون في بعض تفسيراتهم 4. يقول أومين إن قياس الطيف الكتلي هو طريقة احتمالية ، ولا توجد طريقة لاستبعاد احتمال أن يكون هناك بروتينان مختلفان ينتجان نفس تسلسل الببتيد.

من ناحية أخرى ، فإن الاكتشاف القائم على الأجسام المضادة في Human Protein Atlas هو غير احتمالي ، لأنه يميز البروتينات الفردية. يقول أولين ، أحد مؤسسي الأطلس ، أن ميزة هذا النهج هي أنه يوضح بدقة الأعضاء والأنسجة وحتى الخلايا التي توجد فيها البروتينات. يقول أولين: "ما نقدمه هو خريطة لمكان وجود البروتينات". "يمنحك هذا تلميحات حول وظيفة البروتينات."

شهدت السنوات الأخيرة دفعًا لتطوير رقائق موائع جزيئية يمكن من خلالها إجراء بروتينات أحادية الخلية تعتمد على الأجسام المضادة. هذا النهج مهم بشكل خاص عندما تكون الخلايا ذات الأهمية نادرة ، كما هو الحال في الخلايا السرطانية المنتشرة. كما يسمح للمحققين بدراسة الاختلافات بين مجموعات من نفس النوع من الخلايا. على سبيل المثال ، إذا كانت إحدى الخلايا السرطانية تصنع نسخًا من بروتين معين أكثر بكثير من جارتها ، أو إذا كانت البروتينات في خلية واحدة لها مجموعة ميثيل مرتبطة بينما تلك الموجودة في خلية أخرى لا تفعل ذلك ، فقد يفسر هذا كيف يطور الورم مقاومة للأدوية ، مما يؤدي إلى الأهداف المحتملة للعلاجات.

"عندما يتعلق الأمر بالبيانات الضخمة ، يكون إنشاء البيانات أسهل من الحصول على المعرفة منها."

ومع ذلك ، حتى أسلوب الجسم المضاد له حدود ، حيث يمكن لبعض الأجسام المضادة أن ترتبط بأكثر من بروتين واحد ، مما يؤدي إلى نتائج مضللة. يقول أولين: "المشكلة الأصعب هي معرفة البيانات ذات النوعية الجيدة وما هي غير ذلك". "عندما يتعلق الأمر بالبيانات الضخمة ، يكون إنشاء البيانات أسهل من الحصول على المعرفة منها."

ثم هناك البروتينات المفقودة. ما يقرب من 15 ٪ من الجينات البشرية التي يجب أن تشفر البروتينات لم يكن لديها بروتين مرتبط محدد 5 - وهذا يعني أن هناك ما يقرب من 3000 بروتين مفقود. في بعض الحالات ، قد يكون هذا بسبب حدوثها بكميات صغيرة أو في مناطق صغيرة فقط من الأنسجة. بدون فهرس كامل للبروتينات ، تظل الصورة العامة للبروتيوميات البشرية غامضة.

يقلق هانكوك من أن الحوسبة ببيانات غير كاملة أو غير دقيقة قد تؤدي بالباحثين إلى الضلال. يقول: "إن الجمع بين علم الأحياء والرياضيات معًا هو مباراة صنعت في الجحيم". "علم الأحياء رطب وقذر وفوضوي."

ولكن مع تحسن تقنيات القياس وجمع العلماء المزيد من النتائج ، "ستصبح الصورة أكثر دقة ووضوحًا" ، يضيف هانكوك. وسيستمر الحجم الهائل للبيانات المتاحة للتدقيق في الارتفاع مع تحسن تقنيات القياس. يقول بيسانت: "نحصل على جميع أنواع البيانات من العديد من التجارب المختلفة". "لن يستغرق الأمر وقتًا طويلاً حتى تحصل على مئات الجيجابايت أو التيرابايت من البيانات."


تطبيقات البروتيوميات

م ابهيلاش. تطبيقات البروتيوميات. مجلة الإنترنت لعلم الجينوم والبروتيوميات. 2008 المجلد 4 العدد 1.

الملخص

علم البروتيوميات هو دراسة واسعة النطاق للبروتينات ، لا سيما هياكلها ووظائفها. البروتينات هي أجزاء حيوية من الكائنات الحية ، لأنها المكونات الرئيسية للمسارات الأيضية الفسيولوجية للخلايا. تمت صياغة مصطلح "البروتينات" لعمل تشابه مع علم الجينوم ، دراسة الجينات. كلمة "بروتين" مزيج من "بروتين في" و "جين أوم". البروتين هو مكمل البروتينات بالكامل ، بما في ذلك التعديلات التي يتم إجراؤها على مجموعة معينة من البروتينات ، التي ينتجها كائن أو نظام. سيختلف هذا مع الوقت والمتطلبات المميزة ، أو الضغوط ، التي تخضع لها الخلية أو الكائن الحي.

مقدمة

كلمة "بروتين" مشتقة من البروتينات التي يعبر عنها الجينوم ، وهي تشير إلى جميع البروتينات التي ينتجها الكائن الحي ، تمامًا مثل الجينوم هو المجموعة الكاملة من الجينات. والوظائف. تمت صياغة هذا المصطلح لإجراء تشابه مع علم الجينوم ، وبينما يُنظر إليه غالبًا على أنه "الخطوة التالية" ، فإن البروتينات أكثر تعقيدًا من علم الجينوم. الأهم من ذلك ، في حين أن الجينوم هو كيان ثابت إلى حد ما ، فإن البروتين يختلف من خلية إلى أخرى ويتغير باستمرار من خلال تفاعلاته الكيميائية الحيوية مع الجينوم والبيئة. كائن حي له تعبير بروتيني مختلف جذريًا في أجزاء مختلفة من جسمه ، في مراحل مختلفة من دورة حياته وفي ظروف بيئية مختلفة.

يُشار إلى مجمل البروتينات الموجودة في الكائن الحي طوال دورة حياته ، أو على نطاق أصغر ، فإن مجمل البروتينات الموجودة في نوع خلية معين تحت نوع معين من التحفيز ، يشار إليها باسم بروتين الكائن الحي أو نوع الخلية على التوالي. نظرًا لأن البروتينات تلعب دورًا رئيسيًا في حياة الكائن الحي ، فإن البروتينات تلعب دورًا أساسيًا في اكتشاف المؤشرات الحيوية ، مثل العلامات التي تشير إلى مرض معين.

بعد الانتهاء من المسودة الأولية للجينوم البشري ، يبحث العديد من الباحثين الآن في كيفية تفاعل الجينات والبروتينات لتكوين بروتينات أخرى. من النتائج المدهشة لمشروع الجينوم البشري أن عدد الجينات المكوِّدة للبروتين في الجينوم البشري أقل بكثير من عدد البروتينات الموجودة في البروتين البشري (

1.000.000 بروتين). يُعتقد أن الزيادة الكبيرة في تنوع البروتين ترجع إلى التضفير البديل والتعديل اللاحق للبروتينات. يشير هذا التناقض إلى أنه لا يمكن وصف تنوع البروتين بشكل كامل من خلال تحليل التعبير الجيني وحده ، مما يجعل البروتينات أداة مفيدة لتوصيف الخلايا والأنسجة ذات الأهمية.

فروع البروتينات

فصل البروتين. تعتمد جميع التقنيات البروتينية على القدرة على فصل خليط معقد بحيث تتم معالجة البروتينات الفردية بسهولة أكبر باستخدام تقنيات أخرى.

تحديد البروتين. تتضمن الطرق المعروفة التسلسل منخفض الإنتاجية من خلال تدهور Edman. تعتمد التقنيات البروتينية عالية الإنتاجية على قياس الطيف الكتلي ، عادةً ما تكون بصمات كتلة الببتيد على أدوات أبسط ، أو تكرار تسلسل اكتشاف De novo على أدوات قادرة على أكثر من جولة واحدة من قياس الطيف الكتلي. يمكن أيضًا استخدام المقايسات القائمة على الجسم المضاد ، ولكنها فريدة من نوعها لعزر تسلسل واحد.

تقدير كمية البروتين. يتم استخدام طرق تعتمد على الهلام ، بما في ذلك التلوين التفاضلي للمواد الهلامية مع الأصباغ الفلورية (اختلاف الرحلان الكهربائي للهلام). تشتمل الطرق الخالية من الهلام على العديد من طرق الوسم أو التعديل الكيميائي ، مثل علامات التقارب المشفرة بالنظائر (ICAT) ، أو علامات التقارب المشفرة بالمعادن (MeCAT) أو اللوني القطري الكسري المركب (COFRADIC). غالبًا ما تستفيد أبحاث الرحلان الكهربائي للهلام في العصر الحديث من أدوات تحليل الصور المستندة إلى البرامج في المقام الأول لتحليل العلامات الحيوية عن طريق قياس الفرد ، بالإضافة إلى إظهار الفصل بين "بقعة" بروتين واحدة أو أكثر على صورة ممسوحة ضوئيًا لمنتج 2-DE. بالإضافة إلى ذلك ، تقوم هذه الأدوات بمطابقة البقع بين المواد الهلامية من العينات المتشابهة لإظهار ، على سبيل المثال ، الاختلافات البروتينية بين المراحل المبكرة والمتقدمة من المرض.

تحليل تسلسل البروتين. هذا هو أكثر من فرع المعلومات الحيوية ، مكرس للبحث في قواعد البيانات عن البروتينات أو المطابقات الببتيدية المحتملة ، ولكن أيضًا التخصيص الوظيفي للمجالات ، والتنبؤ بالوظيفة من التسلسل ، والعلاقات التطورية للبروتينات.

البروتينات الهيكلية. يتعلق هذا بتحديد الإنتاجية العالية لهياكل البروتين في الفضاء ثلاثي الأبعاد. الطرق الشائعة هي تصوير البلورات بالأشعة السينية و التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي.

بروتينات التفاعل. يتعلق هذا بالتحقيق في تفاعلات البروتين على المستويات الذرية والجزيئية والخلوية. انظر المقالة ذات الصلة عن توقع تفاعل البروتين البروتين.

تعديل البروتين. يتم تعديل جميع البروتينات تقريبًا من تسلسل الأحماض الأمينية النقي المترجم ، وهو ما يسمى التعديل اللاحق للترجمة. تم تطوير طرق متخصصة لدراسة الفسفرة (phosphoproteomics) والجليكوزيل (glycoproteomics).

البروتينات الخلوية. فرع جديد من البروتينات هدفه تحديد موقع تفاعلات البروتينات والبروتينات في الخلايا الكاملة أثناء أحداث الخلية الرئيسية. مراكز حول استخدام تقنيات مثل التصوير المقطعي بالأشعة السينية والفحص المجهري الضوئي.

المعلوماتية الحيوية التجريبية. فرع من المعلوماتية الحيوية ، كما هو مطبق في البروتينات ، صاغه ماتياس مان. يتضمن التصميم المتبادل للطرق التجريبية والمعلوماتية الحيوية لإنشاء (استخراج) أنواع جديدة من المعلومات من تجارب البروتينات.

التقنيات الرئيسية المستخدمة في علم البروتينات

يستخدم الرحلان الكهربائي للهلام أحادي وثنائي الأبعاد لتحديد الكتلة النسبية للبروتين ونقطة تساوي الكهرباء.

تُستخدم دراسة البلورات بالأشعة السينية والرنين المغناطيسي النووي لتوصيف البنية ثلاثية الأبعاد للببتيدات والبروتينات. ومع ذلك ، يمكن استخدام تقنيات منخفضة الدقة مثل ازدواج اللون الدائري ، والتحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه ، وتشتت الأشعة السينية ذات الزاوية الصغيرة لدراسة التركيب الثانوي للبروتينات.

يتم استخدام مقياس الطيف الكتلي الترادفي جنبًا إلى جنب مع كروماتوجرافيا الطور العكسي أو الفصل الكهربائي ثنائي الأبعاد لتحديد (عن طريق تسلسل دي نوفو الببتيد) وتحديد جميع مستويات البروتينات الموجودة في الخلايا.

يستخدم مقياس الطيف الكتلي (بدون ترادف) ، غالبًا MALDI-TOF ، لتحديد البروتينات عن طريق بصمة كتلة الببتيد. أقل شيوعًا استخدام هذا النهج مع اللوني و / أو قياس الطيف الكتلي عالي الدقة.

أصبحت هذه التقنية أقل استخدامًا ولم يعد العالم العلمي يقبل التحديد المطلق للبروتين بناءً على بيانات بصمة كتلة الببتيد فقط.

يتم استخدام كروماتوغرافيا التقارب ، وتقنيتان هجينان للخميرة ، ونقل طاقة الرنين الفلوري (FRET) ، ورنين البلازمون السطحي (SPR) لتحديد تفاعلات الارتباط بالبروتين والبروتين والحمض النووي.

يستخدم التصوير المقطعي بالأشعة السينية لتحديد موقع البروتينات أو المجمعات البروتينية في خلية سليمة. ترتبط كثيرًا بصور الخلايا المأخوذة من المجاهر الضوئية.

يتم استخدام تحليل الصور المستند إلى البرامج لأتمتة القياس الكمي والكشف عن البقع داخل وبين عينات المواد الهلامية. بينما يتم استخدام هذه التكنولوجيا على نطاق واسع ، لم يتم إتقان الذكاء بعد. على سبيل المثال ، تميل أدوات البرامج الرائدة في هذا المجال إلى الاتفاق على تحليل بقع البروتين المفصولة جيدًا والمحددة جيدًا ، ولكنها تقدم نتائج وميول مختلفة مع نقاط أقل تحديدًا وأقل فصلًا - مما يستلزم التحقق اليدوي من النتائج.

تطبيق البروتينات لاكتشاف المؤشرات الحيوية للبروتين

أصبحت المؤشرات الحيوية لفعالية الدواء وسميته حاجة أساسية في عملية تطوير الدواء. تعتبر التقنيات البروتينية القائمة على الطيف الكتلي مناسبة بشكل مثالي لاكتشاف المؤشرات الحيوية للبروتين في غياب أي معرفة مسبقة بالتغيرات الكمية في مستويات البروتين. يعتمد نجاح أي جهد لاكتشاف العلامات الحيوية على جودة العينات التي تم تحليلها ، والقدرة على توليد معلومات كمية عن مستويات البروتين النسبية والقدرة على تفسير البيانات المتولدة بسهولة. ستركز هذه المراجعة على نقاط القوة والضعف في التقنيات المستخدمة حاليًا لمعالجة هذه المشكلات.

تطبيق البروتيوميات في دراسة ورم خبيث للورم.

ورم خبيث الورم هو السبب المهيمن للوفاة بين مرضى السرطان. ومع ذلك ، فإن الآليات الجزيئية والخلوية الكامنة وراء ورم خبيث الورم لا تزال بعيدة المنال. من شأن تحديد جزيئات البروتين بتعبيراتها المرتبطة بعملية النقائل أن يساعد على فهم الآليات النقيلية وبالتالي تسهيل تطوير استراتيجيات للتدخلات العلاجية والإدارة السريرية للسرطان. علم البروتيوميات هو نهج بحثي منهجي يهدف إلى توفير التوصيف العالمي لتعبير البروتين ووظيفته في ظل ظروف معينة. تم استخدام التكنولوجيا البروتينية على نطاق واسع في اكتشاف العلامات الحيوية والدراسات المسببة للأمراض بما في ذلك ورم خبيث. تقدم هذه المقالة مراجعة موجزة لتطبيق البروتينات في تحديد العوامل الجزيئية في عملية ورم خبيث الورم. إن الجمع بين البروتينات والنهج التجريبية الأخرى في الكيمياء الحيوية وبيولوجيا الخلية وعلم الوراثة الجزيئية والكيمياء ، جنبًا إلى جنب مع تطوير تقنيات جديدة وتحسينات في المنهجيات الحالية ، سيستمر في توسيع تطبيقه في دراسة ورم خبيث السرطان.

تطبيق تقنية البروتينات البروتينية في مجال الصدمات العصبية

حفز قرب الانتهاء من مشروع الجينوم البشري العلماء على البدء في البحث عن الخطوة التالية في الكشف عن الوظائف الطبيعية وغير الطبيعية داخل الأنظمة البيولوجية. وبالتالي ، هناك تركيز جديد على دور البروتينات في هذه العمليات. علم البروتيوميات هو مجال مزدهر قد يوفر نهجًا قيمًا لتقييم الجهاز العصبي المركزي بعد الصدمة (CNS). على الرغم من أننا لا نستطيع تقديم تقييم شامل لجميع طرق تحليل البروتين ، فإن هذا التقرير يلخص بعض التقنيات البروتينية الأحدث التي دفعت هذا المجال إلى دائرة الضوء والمتاحة لمعظم الباحثين في مجال الصدمات العصبية.

تمت مراجعة ثلاثة مناهج فنية (الرحلان الكهربائي للهلام ثنائي الأبعاد ، والتحليل المباشر عن طريق قياس الطيف الكتلي ، بما في ذلك اللوني ثنائي الأبعاد المقترن بمقياس الطيف الكتلي وعلامات التقارب المشفرة بالنظائر ، وتقنيات الجسم المضاد) ، وعرض مزاياها وعيوبها. يتبع مناقشة التكنولوجيا البروتينية في سياق صدمة الدماغ والحبل الشوكي ، معالجة التحديات الحالية والمستقبلية. من المحتمل أن تكون البروتينات مفيدة جدًا لتطوير تنبئ تشخيصي بعد إصابة الجهاز العصبي المركزي ولرسم خرائط التغيرات في البروتينات بعد الإصابة من أجل تحديد أهداف علاجية جديدة. ينتج عن الصدمة العصبية تغييرات معقدة في الأنظمة البيولوجية داخل الجهاز العصبي ، وتتطور هذه التغييرات بمرور الوقت. سيتطلب استكشاف "الجهاز العصبي الجديد" الذي يتبع الإصابة طرقًا يمكنها تقييم هذا التعقيد وتبسيطه بشكل كامل.

تطبيق البروتينات في تشخيص أمراض الكلى.

يُعتقد على نطاق واسع أن البروتيوميات تلعب دورًا مهمًا في ترجمة الجينوميات إلى تطبيقات مفيدة سريريًا ، خاصة في مجالات التشخيص والتنبؤات. في تشخيص أمراض الكلى وعلاجها ، من الأولويات الرئيسية تحديد المؤشرات الحيوية المرتبطة بالمرض. تعد البروتيوميات ، بنهجها الفائق وغير المتحيز لتحليل الاختلافات في أنماط التعبير البروتيني (التعبير الظاهري للنمط الظاهري للتنوع الجيني) ، بأن تكون المنصة الأنسب لاكتشاف العلامات الحيوية. إن الجمع بين هذه التقنيات التحليلية الكلاسيكية مثل الرحلان الكهربائي للهلام ثنائي الأبعاد مع تقنيات أكثر تعقيدًا ، مثل مرض التصلب العصبي المتعدد ، قد مكّن من إحراز تقدم كبير في فهرسة وقياس البروتينات الموجودة في البول ومختلف أجزاء أنسجة الكلى في كل من الحالات الفسيولوجية الطبيعية والمريضة.

على الرغم من هذه الإنجازات ، لا يزال هناك عدد من التحديات المهمة التي يجب معالجتها من أجل تمهيد الطريق لقبول عالمي للبروتيوميات كأداة تشخيصية ذات صلة سريريًا. نناقش القضايا المتعلقة بثلاث مهام تنموية حاسمة على النحو التالي: (1) تحديد البروتين بالكامل في الأجزاء البيولوجية المختلفة (مثل الأنسجة والمصل والبول) في كل من الصحة والمرض ، مما يمثل تحديًا كبيرًا نظرًا للنطاق الديناميكي والتعقيد من هذه البروتينات (2) تحقيق القدرة الروتينية على التحديد الدقيق والتكرار لملفات تعريف التعبير البروتيني و

(3) تطوير منصات تشخيص قابلة للتطبيق بسهولة ومجدية تقنيًا للاستخدام في البيئة السريرية التي تعتمد على ثمار المهمتين السابقتين لتحديد سمات المؤشرات الحيوية للأمراض المتعددة.

تطبيق البروتيوميات في طب الأعصاب

تم اعتماد تقنيات البروتينات سريعة التقدم على نطاق واسع في معظم مجالات البيولوجيا والطب. في علم الأعصاب وعلم الأعصاب ، تضمنت العديد من تطبيقات علم البروتينات علم السموم العصبية واستقلاب الأعصاب ، وكذلك في تحديد جوانب بروتينية معينة لمناطق الدماغ الفردية وسوائل الجسم في التنكس العصبي.التحقيق في مجموعات بروتينات الدماغ في التنكس العصبي ، مثل الإنزيمات ، وبروتينات الهيكل الخلوي ، والمرافقين ، والبروتينات المشبكية والبروتينات المضادة للأكسدة ، قيد التقدم كبروتينات مرتبطة بالنمط الظاهري. يوفر الاكتشاف المصاحب لعدة مئات من البروتينات على مادة هلامية بيانات شاملة بما فيه الكفاية لتحديد شبكة البروتين الفيزيولوجية المرضية وممثليها المحيطيين. إن الانتشار السريع لتقنية البروتينات ، والتي تتكون أساسًا من الرحلان الكهربائي للهلام ثنائي الأبعاد (2-DE) مع هضم البروتين الهلامي للبقع البروتينية وتحديدها عن طريق قياس الطيف الكتلي ، قد وفر قدرًا هائلاً من النتائج. ميزة إضافية هي أن البروتينات غير المعروفة حتى الآن تم تحديدها على أنها بروتينات دماغية. ومع ذلك ، فإن طرق البروتينات الحالية بها عيوب ومساوئ. نود أن نؤكد على الفشل في فصل البروتينات الكارهة للماء كمشكلة رئيسية. حتى الآن ، لم نتمكن من تحليل الغالبية العظمى من هذه البروتينات في المواد الهلامية على 2-DE. هناك العديد من المشكلات التحليلية الأخرى التي تحتاج أيضًا إلى التغلب عليها ، وبمجرد حلها ، ستسمح بإجراء تحليل أكثر شمولاً لعملية المرض الفردية. هنا ، قمنا بمراجعة التقدم الأخير في أبحاث البروتينات حول التنكس العصبي ، مع الإشارة إلى فائدتها التكنولوجية والمشاكل في التطبيق السريري.

تطبيق البروتينات على طب الجنين والأم

التفسير الأخير لتسلسل الجينوم البشري قدم ثروة من المعلومات المفيدة ولكنه لا يوفر معلومات عن الأمراض التي تسببها التغيرات على مستوى البروتين. يشمل علم البروتينات التوصيف والتحليل الوظيفي لجميع البروتينات التي يعبر عنها الجينوم في لحظة معينة ، في ظل ظروف معينة. نظرًا لأن مستويات التعبير للعديد من البروتينات تعتمد بشدة على أنظمة تنظيمية معقدة ولكنها متوازنة جيدًا ، فإن البروتين ، على عكس الجينوم ، ديناميكي للغاية. يعتمد هذا الاختلاف على الوظيفة البيولوجية للخلية ، ولكن أيضًا على الإشارات من بيئتها. في البحث الطبي (الحيوي) أصبح من الواضح بشكل متزايد أن العمليات الخلوية ، لا سيما في المرض ، يتم تحديدها بواسطة بروتينات متعددة. ومن ثم فمن المهم عدم التركيز على منتج جين واحد (بروتين واحد) ، ولكن لدراسة المجموعة الكاملة من منتجات الجين (البروتين). وبهذه الطريقة ، قد تتفكك العلاقات متعددة العوامل الكامنة وراء أمراض معينة ويحتمل أن تحدد الأهداف العلاجية. بالنسبة للعديد من الأمراض ، يعد توصيف البروتين الوظيفي أمرًا حاسمًا لتوضيح التغييرات في تعبير البروتين وتعديلاته. عندما تخضع البروتينات لتعديلات غير محددة وراثيًا مثل التضفير البديل ، أو تعديلات ما بعد الترجمة ، على سبيل المثال قد تؤثر الفسفرة أو الارتباط بالجليكوزيل على وظيفتها. على الرغم من أن التشوهات في التضفير أو التعديلات اللاحقة للترجمة يمكن أن تسبب عملية مرضية ، إلا أنها قد تكون أيضًا نتيجة لذلك. ومن الأمثلة على ذلك أن مرضى السكري يعانون من ارتفاع نسبة الجلوكوز في الدم ، مما يؤدي إلى وجود مئات أو حتى آلاف البروتينات التي تحتوي على الجليكوزيلات ، بما في ذلك HbA1c الذي يستخدم لمراقبة التحكم في مرض السكري.

البروتينات في أبحاث سرطان المسالك البولية

يسمح التحليل البروتيني بمقارنة البروتينات الموجودة في عينة الأنسجة المريضة مع البروتينات الموجودة في عينة الأنسجة الطبيعية. من المحتمل أن ترتبط أي بروتينات ، تم تغييرها إما كميًا أو نوعيًا بين العينة الطبيعية والعينة المريضة ، بعملية المرض. يمكن التعرف على هذه البروتينات وقد تكون مفيدة كواسمات تشخيصية للكشف المبكر عن المرض أو علامات تنبؤية للتنبؤ بنتيجة المرض أو يمكن استخدامها كأهداف دوائية لتطوير عوامل علاجية جديدة. الغرض من هذه المراجعة هو تحديد التقنيات الرئيسية المشاركة في تحليل البروتينات والإشارة إلى التطبيقات الحالية والمستقبلية المحتملة للتحليل البروتيني في أبحاث سرطان المسالك البولية.

تطبيق البروتيوميات في توصيف الأضداد الذاتية لدراسة وعلاج أمراض المناعة الذاتية.

تتيح تقنيات البروتيوميات تحديد ملامح استجابات الجسم المضاد باستخدام السوائل البيولوجية المشتقة من المرضى الذين يعانون من أمراض المناعة الذاتية. أنها توفر أداة قوية لوصف الاستجابات الذاتية للخلايا البائية في الأمراض بما في ذلك التهاب المفاصل الروماتويدي والتصلب المتعدد ومرض السكري المناعي الذاتي والذئبة الحمامية الجهازية. قد يخدم التنميط الذاتي للأجسام المضادة أغراضًا تشمل تصنيف المرضى الفرديين ومجموعات فرعية من المرضى بناءً على `` بصمة الجسم المضاد الذاتية '' الخاصة بهم ، وفحص انتشار الحاتمة واستخدام نظائر الجسم المضاد ، واكتشاف وتوصيف المستضدات الذاتية المرشحة ، وتصميم العلاج الخاص بالمستضد. في العقود القادمة ، ستوسع تقنيات البروتينات من فهمنا للآليات الأساسية وستزيد من قدرتنا على تشخيص أمراض المناعة الذاتية والتنبؤ بها وعلاجها.

تطبيق البروتيوميات في أبحاث القلب والأوعية الدموية.

يعد تطوير البروتينات هو الوقت المناسب لأبحاث القلب والأوعية الدموية. كشفت التحليلات على مستوى الأعضاء والخلوية الفرعية والجزيئية عن عمليات ديناميكية ومعقدة ودقيقة داخل الخلايا مرتبطة بأمراض القلب والأوعية الدموية. إن قوة ومرونة التحليلات البروتينية ، التي تسهل فصل البروتين وتحديده وتوصيفه ، يجب أن تسرع من فهمنا لهذه العمليات على مستوى البروتين. عند تطبيقها بشكل صحيح ، تزود البروتينات البروتينية الباحثين بـ "قوائم" البروتين الخلوي في لحظات زمنية محددة ، مما يجعلها مثالية لتوثيق تعديل البروتين بسبب مرض أو حالة أو علاج معين. يتم تحقيق ذلك من خلال إنشاء قواعد بيانات البروتين الخاصة بالأنواع والأنسجة ، مما يوفر أساسًا للدراسات البروتينية اللاحقة.

سمح تطور التقنيات البروتينية بإجراء تحقيق أكثر شمولاً في الآليات الجزيئية الكامنة وراء أمراض القلب والأوعية الدموية ، مما يسهل التعرف ليس فقط على البروتينات المعدلة ولكن أيضًا طبيعة تعديلها. يجب أن يؤدي التطوير المستمر إلى دراسات بروتينية وظيفية ، حيث يكون لتحديد تعديل البروتين ، بالاقتران مع البيانات الوظيفية من الأساليب الكيميائية الحيوية والفسيولوجية المعمول بها ، القدرة على زيادة فهمنا للتفاعل بين التغيير البروتيني وأمراض القلب والأوعية الدموية.

تطبيق البروتينات على أبحاث مرض السكري.

علم البروتينات هو التحقيق في جميع البروتينات وتعديلاتها المختلفة التي تشكل نظامًا ، سواء كان ذلك خلية أو نسيجًا أو كائنًا حيًا. تسمح التقنيات المتضمنة في علم البروتينات بالفحص العالمي لعينات معقدة من البروتينات وتوفر دليلًا نوعيًا وكميًا على التعبير البروتيني المتغير. هذا يفسح المجال للتحقيق في الآليات الجزيئية التي تقوم عليها عمليات المرض وآثار العلاج. تصف هذه المراجعة التقنيات الرئيسية للبروتيوميات وكيف بدأ تطبيقها على أبحاث مرض السكري.

دور البروتيوميات في بحوث التغذية

يوجد حوالي 100000 بروتين في البشر مع وظائف فسيولوجية مختلفة. يُعرَّف تكملة البروتينات في الكائن الحي وكذلك تفاعلاتها بالبروتيوم. أصبح تحليله (البروتينات) بواسطة MS محددة للغاية وحساسة ودقيقة ممكنًا من خلال تأين امتصاص الليزر بمساعدة المصفوفة أو التأين بالرش الكهربائي للبروتينات والببتيدات الكبيرة. حاليًا ، تتضمن تقنيات البروتينات الأكثر شيوعًا إما هضمًا محددًا للبروتينات (النهج التصاعدي باستخدام ثنائي الأبعاد للرحلان الكهربائي للهلام متعدد الأكريلاميد والأبعاد المتعددة.

تقنية تحديد البروتين) أو التحليل المباشر للبروتينات السليمة بعد فصلها الكروماتوجرافي (النهج من أعلى إلى أسفل وتأين امتصاص الليزر المعزز السطحي).

تعتبر البروتيوميات واعدة للغاية للاكتشافات في أبحاث التغذية ، بما في ذلك ملامح وخصائص الغذاء وهضم البروتينات في الجسم ، وامتصاصها ، واستقلابها ، ووظائف المغذيات والعوامل الغذائية الأخرى في النمو والتكاثر والمؤشرات الحيوية الصحية للحالة التغذوية والمرض والفرد. متطلبات المغذيات. من المتوقع أن يلعب تحليل البروتين دورًا مهمًا في حل المشكلات الرئيسية المرتبطة بالتغذية لدى الإنسان والحيوان ، مثل السمنة والسكري وأمراض القلب والأوعية الدموية والسرطان والشيخوخة وتأخر الجنين داخل الرحم.

التحديات في علم البروتينات فيما يتعلق بفسيولوجيا النبات

على الرغم من حدوث تقدم كبير في التنميط الشامل والتحليل الوظيفي وتنظيم البروتينات في الكائنات الحية النموذجية مثل الخميرة (Saccharomyces cerevisiae) وفي البشر ، لم تتقدم أبحاث البروتينات في النباتات بنفس الوتيرة. إن توافر جينوم نبات الأرابيدوبسيس الكامل (Arabidopsis thaliana) ، وهو صغير مقارنة بالنباتات الأخرى ، جنبًا إلى جنب مع كتالوج شامل على نحو متزايد لمعلومات ترميز البروتين من تسلسل cDNA واسع النطاق وتجارب تعيين النسخ ، يميزه باعتباره معقدًا ولكن يمكن الوصول إلى كائن نموذجي لدراسة البروتينات النباتية. ينطوي تطبيق الأساليب البروتينية على النباتات على ثلاثة تحديات رئيسية:

تحديد شامل للبروتينات وأشكالها الإسوية وانتشارها في كل نسيج.

توصيف الوظائف البيوكيميائية والخلوية لكل بروتين.

تحليل تنظيم البروتين وعلاقته بالشبكات التنظيمية الأخرى.


استهداف التنميط للجزيئات الصغيرة بواسطة البروتينات الكيميائية

تواجه المجتمعات الطبية والصيدلانية حاجة ماسة لأهداف دوائية جديدة ، بينما ، للمفارقة ، لا تزال أهداف بعض الأدوية قيد الاستخدام أو التطوير السريري بعيدة المنال. تم العثور على العديد من المركبات لتكون مختلطة أكثر مما كان متوقعًا في الأصل ، مما قد يؤدي إلى آثار جانبية ، ولكنه قد يفتح أيضًا استخدامات طبية إضافية. بينما نتحرك نحو بيولوجيا الأنظمة والطب الشخصي ، فإن التحديد الشامل لملفات التفاعل الجزيئي والهدف الصغير ورسم خرائط لها على مسارات الإشارات والتمثيل الغذائي سيصبح ضروريًا بشكل متزايد. البروتينات الكيميائية هي طريقة كروماتوغرافيا تقارب قوية تعتمد على قياس الطيف الكتلي لتحديد التفاعلات بين الجزيء والبروتين الصغير على مستوى البروتين. هنا سوف نقدم نظرة عامة نقدية للمفاهيم الأساسية والتطورات الحديثة في البروتينات الكيميائية ومراجعة التطبيقات الحديثة ، مع التركيز بشكل خاص على مثبطات كيناز والمنتجات الطبيعية.


البروتيوميات توسع آفاق Multiomics

تقدم BGI Americas خدمات توصيف البروتينات والبيولوجية لتسريع برامج أبحاث علوم الحياة لعملائها. يعمل مختبر خدمة قياس الطيف الكتلي التابع للشركة في سان خوسيه ، كاليفورنيا ، من قبل علماء يتمتعون بخبرة واسعة في الكروماتوغرافيا السائلة والطرق التحليلية القائمة على قياس الطيف الكتلي. في هذه الصورة ، يقوم أحد علماء المختبر بتشغيل Orbitrap Eclipse Tribrid ، وهو مطياف الكتلة من Thermo Fisher Scientific.

فتح تسلسل الحمض النووي البحث وآفاقًا متعدية ذات نطاق مذهل - لكننا في النهاية بدأنا نلتقط أنفاسنا. بمرور الوقت ، بدأت الآراء التي يوفرها تسلسل الحمض النووي تشعر بأنها محدودة وغير قادرة على إعطائنا لمحة عن العديد من الأسئلة الأكثر إلحاحًا حول الأمراض البشرية. لتوسيع آفاقنا ، قمنا بدمج المسوحات الجينومية والمسوحات النصية ، ولا يزال من الممكن أن تبدو الصورة ، بشكل جيد ، ضيقة الأفق. لذلك ، بدأنا الآن في أخذ أفق أوسع ، وجهة نظر متعددة المعتقدات لا تتضمن فقط تسلسلات الحمض النووي ونسخ الحمض النووي الريبي ، ولكن أيضًا البروتينات.

إن مراقبة البروتينات - أي إجراء تحليل البروتينات - يمثل تحديًا كبيرًا. قد ترتفع البروتينات في أجسامنا أو تنخفض بكثرة أو تعدل بنيتها ووظائفها اعتمادًا على عمرنا وحالتنا الصحية وحالات الطوارئ الأخرى.

في أغلب الأحيان ، تُرى البروتينات من خلال عدسة قياس الطيف الكتلي. مع التقدم في قياس الطيف الكتلي الذي حدث خلال السنوات العشر إلى العشرين الماضية ، أصبحت البروتينات أكثر حساسية وأسرع وأعلى دقة. اليوم ، تضيف البروتينات إلى ما يمكننا رؤيته في الجينوميات ، وعلم النسخ ، وعلم الأيض ، مما يمنحنا صورة أكمل (وأكثر ديناميكية) للعمليات والمسارات البيولوجية بالإضافة إلى أهداف الدواء وآلياته.

آليات رسم الخرائط الدوائية

غالبًا ما تكون آليات عمل المركبات الدوائية في الجسم غير واضحة. ومع ذلك ، يمكن توضيح هذه الآليات إذا تم استخدام نهج البروتينات لتحديد البروتينات التي تتأثر بمركبات الدواء. يمكن الحصول على معلومات حول آلاف البروتينات من خلال البروتينات التقليدية القائمة على قياس الطيف الكتلي ، ولكن يمكن الحصول على معلومات إضافية من خلال نهج أكثر قوة ، كما يقترح بنجامين روبريخت ، دكتوراه ، عالم رئيسي مشارك ، شركة Merck & amp Co. قادر على زيادة الإنتاجية وإيجاد ارتباطات بين الأدوية وعناصر البروتين والنسخة.

طور الباحثون في شركة Merck & amp Co. سير عمل البروتينات القائمة على قياس الطيف الكتلي من أجل تحديد خصائص البروتينات لخمس خطوط خلايا سرطان الرئة بسرعة وتقييم كيفية استجابة خطوط الخلايا للأدوية المختلفة. تم اختبار أكثر من 50 دواء. وجد الباحثون أن سير عملهم ساعدهم على تحسين فهمهم لعمل الأدوية ، والمواد المتدهورة ، واستتباب البروتين ، وتهريب البروتين داخل الخلايا.

يتم قلب البروتينات داخل الخلية باستمرار. على الرغم من أن تقنيات النسخ يمكن أن تُظهر وجود نصوص محددة ، إلا أنها لا تخبر سوى القليل عن البروتينات التي تتوافق مع تلك النسخ. على سبيل المثال ، هذه التقنيات صامتة فيما يتعلق بوفرة البروتين أو موقعه داخل الخلية أو مصيره - سواء تم إفرازه ، على سبيل المثال. يوفر قياس البروتينات مباشرة صورة يحتمل أن تكون أكثر دقة بكثير لبيولوجيا الخلية واستجاباتها لمركبات معينة. كدليل على المبدأ ، استخدم Ruprecht وزملاؤه تقنيات مطياف الكتلة المتقدمة لإنشاء خريطة بروتينية لتأثيرات الأدوية في خطوط خلايا سرطان الرئة. 1

أكدت دراسة Ruprecht أن التغييرات على مستوى البروتين والنسخة استجابةً للعلاج بالعقاقير ليست متطابقة. وأظهرت أيضًا أن تجميع التغيرات التي تحدث على مستوى البروتينات التي يسببها الدواء عبر خطوط الخلايا توفر معلومات مهمة لتوصيف آلية عمل الأدوية ذات الجزيئات الصغيرة.

يقول Ruprecht: "لقد مكنتنا مجموعة البيانات الخاصة بنا من توضيح البروتينات التي تستجيب لغالبية الأدوية". "إزالة هؤلاء" المستجيبين المتكررين "يحسن بشدة قدرتنا على تحديد تغييرات البروتين الانتقائية التي يسببها مركب فردي." ويضيف أن هذا النوع من التجارب يكشف أيضًا عن أهداف دوائية مباشرة لربع الجزيئات الصغيرة التي تمت دراستها أثناء تطوير آليات جديدة ومسارات محتملة لمقاومة الأدوية.

على الرغم من أن هذه الدراسة التي تثبت صحة المبدأ كانت ناجحة وأسفرت عن رؤى مهمة ، إلا أنها أشارت إلى أن تقنية البروتينات القائمة على قياس الطيف الكتلي لا تزال بحاجة إلى التحسين. يلاحظ Ruprecht أن المجالات التي تحتاج إلى تحسين تشمل حساسية الأداة ، وإعداد العينات ومعالجتها ، وتحليل البيانات.

زيادة الحساسية للبروتينات الأعمق

تعتمد دراسات Multiomics على مجموعات البيانات التي تعكس استخدام العديد من مناهج omics المختلفة. على مدى 4-5 سنوات الماضية ، كانت العديد من هذه الدراسات تتضمن مناهج البروتينات ، كما يلاحظ ديارمويد كيني ، دكتوراه ، قائد مجموعة البيولوجيا المتكاملة في مختبرات تشارلز ريفر. ويشير إلى أن بروتينات البندقية ، والمعروفة أيضًا باسم الاكتساب المعتمد على البيانات (DDA) ، لطالما كانت الطريقة المفضلة لتحديد وتقدير البروتينات من الخلائط المعقدة ، ولكن ظهر الاكتساب المستقل عن البيانات مؤخرًا (DIA) لتسخير الزيادة المتزايدة. سرعة وحساسية أجهزة الطيف الكتلي الأحدث.

في DDA ، يتم تحديد الببتيدات الموجودة في الخليط مسبقًا لتحديد الهوية ، بينما في DIA ، تكون جميع الببتيدات في العينة مجزأة ، مما يؤدي إلى عدد أقل من القيم المفقودة وبالتالي تغطية بروتينية أعمق بكثير. عند استخدام مطياف تنقل الأيونات لشكل الموجة غير المتماثل عالي المجال (FAIMS) ، يمكن تصفية أيونات الخلفية مسبقًا من عينات معقدة للغاية ، مما يقلل من حدود الكشف ويحسن الجودة الإجمالية للبيانات.

يقول كيني: "إن دمج نظام FAIMS في أحدث جيل من أجهزة قياس الطيف الكتلي عالية الدقة قد شهد تحسنًا كبيرًا في التغطية الشاملة للبروتيوم". "بالإضافة إلى ذلك ، لدى FAIMS القدرة على فصل أيزومرات الببتيد المعدلة بعد الترجمة ، مما يوفر بعض الفرص المثيرة لتطوير منهجيات جديدة تركز بشكل خاص على تحديد التعديلات الجديدة بعد الترجمة."

التطبيقات المبتكرة لقياس الطيف الكتلي في تحليل البروتينات تتضمن عادةً تحسينات في حساسية الأدوات ، كما يؤكد أندرياس هوهمر ، دكتوراه ، مدير أول ، مقياس الطيف الكتلي والكتلة ، Thermo Fisher Scientific. ويؤكد أن مطياف الكتلة Orbitrap Eclipse Tribrid من Thermo Fisher يمثل أكثر التقنيات المتاحة حساسية لقياس التغيرات الخلوية الدقيقة مثل تفاعلات البروتين والبروتين أو التفاعلات بين الأدوية والبروتين.

على سبيل المثال ، مع أجهزة قياس طيف الكتلة البروتينية محدودة الحساسية للغاية (LiP-MS) ، يمكن للباحثين "معرفة ما إذا كان تغيير هيكلي معين في البروتين يسبب تغيرات في التمثيل الغذائي" ، كما يشير هوهمر. "في هذه الحالة بالذات ، يمكنك استخدام نهج البروتينات لشرح الأيض."

ويضيف أن نهجًا مشابهًا سيكون قابلاً للتطبيق على علم الجينوميات ، حيث تُعلم معرفة الجينوم التحليل البروتيني لنفس العينة. يؤكد هومر أن "البروتيوميات أصبحت أكثر فاعلية وأكثر ديمقراطية". ويتوقع أن العلماء الذين ليسوا خبراء في قياس الطيف الكتلي سيجدون أنه من الأسهل تطبيق التكنولوجيا في مجالاتهم المتخصصة. ويشير إلى أن "المنطقة التي ستكون مهمة جدًا لإرساء الديمقراطية هي ما نسميه مقياس الطيف الكتلي الذكي". "هنا ، يشير مصطلح" ذكي "إلى كيفية إدراك الآلة للسؤال الذي يطرحه المستخدم. أيضًا ، قد تعرف الأداة أفضل الإعدادات والمعلمات لتحسين النتائج ".

تؤدي زيادة حساسية الأداة في قياس الطيف الكتلي إلى تسهيل دراسة البروتينات التي تحدث بكميات منخفضة أو يجب البحث عنها في عينات صغيرة جدًا. عادة ما تفلت مثل هذه البروتينات من طرق الكشف التقليدية. في حين أن دراسات جينوم الخلية الواحدة وعلم النسخ جارية بشكل جيد ، فإن مجال البروتينات على وشك تحقيق حساسية الخلية المفردة.

يعد إنتاج البروتين في الخلايا حقيقية النواة عملاً معقدًا ، كما تشير هذه الصورة ، على الرغم من أنه يغفل تفاصيل مثل الأنواع المختلفة من التعديلات التي قد تحدث بعد النسخ وما بعد الترجمة. للحصول على قراءة صحيحة عن إنتاج البروتين ، لا يوجد بديل لتحليل البروتين ، الذي أصبح يعتمد على التقنيات التي تجمع بين أجهزة قياس الطيف الكتلي والفصل. [نيكول راجر ، مؤسسة العلوم الوطنية]

الاقتراب من تحليل الخلية الواحدة

صرح Guanghui Han ، دكتوراه ، مدير ، San مركز خوسيه لقياس الطيف الكتلي ، BGI الأمريكتان. وهو يعتقد أن الجمع بين هذه التقنيات سيجعل من الممكن الكشف عن أنماط كانت مخفية في يوم من الأيام.

على سبيل المثال ، يمكن توزيع الخلايا التي تقدم ملامح بروتينية مختلفة من خلال الأنسجة أو الأعضاء بترتيبات ثلاثية الأبعاد ذات مغزى. أيضًا ، قد تتغير ملامح البروتين على مستوى الخلية المفردة بمرور الوقت استجابةً لمحفز أو اضطراب.

حتى الآن ، أنتجت معظم دراسات البروتينات ملفات تعريف بروتينية للعينات التي تم تجانسها والتي تحتوي على مواد من العديد من الخلايا. في هذه الدراسات ، تم فقدان التباين الخلوي أو "تم تجاوزه في المتوسط". للحفاظ على معلومات حول عدم التجانس الخلوي ، تقدم BGI خدمة بروتينات أحادية الخلية "تقريبية" تسمى البروتينات النانوية.

باستخدام أداة Orbitrap Eclipse MS من Thermo Fisher ، تقوم BGI بإجراء تحليل كمي للبروتينات على حوالي 100 خلية من خلال الجمع بين الانقسام في الموقع مع تقنية الاستحواذ الخالية من الملصقات المستقلة عن البيانات.

في السعي وراء البروتينات أحادية الخلية وشبه أحادية الخلية ، يجب على مطوري التكنولوجيا التركيز على تحضير العينة. على عكس DNA أو RNA ، لا يمكن تضخيم البروتينات.

في تحضير عينات البروتين التقليدية ، هناك العديد من الخطوات التي يتم خلالها معالجة العينة ونقلها من أنبوب إلى آخر. مع انتقال العينة من خطوة إلى أخرى ، تصبح البروتينات في العينة أقل وفرة. أي بروتينات في العينة كانت موجودة في البداية بكميات منخفضة للغاية ، أي بكميات أقل من 300 بيكوغرام ، تصبح نادرة جدًا بحيث يتعذر اكتشافها بواسطة اختبار التنميط.

يقترح هان أنه يمكن التغلب على هذه المشكلة من خلال البروتوكولات المبسطة في البروتينات أحادية الخلية. تحد هذه البروتوكولات من عدد الخطوات وتقليل فقد العينة.

لا تزال هناك حاجة إلى بعض التطورات التكنولوجية حتى تتمكن البروتينات من اللحاق بعلم الجينوم من حيث حجم وتفصيل البيانات التي يمكن أن تعود. عقبة خطيرة أخرى هي الإدراك الذي عفا عليه الزمن بأن البروتينات تعتمد على تكنولوجيا إنتاجية محدودة ومحدودة.

على الرغم من أن التكنولوجيا عالية الإنتاجية يتم نشرها في علم البروتينات ، إلا أن المجال لم يشهد بعد لحظة جاذبية مثل الجينوميات التي تمت تجربتها مع مشروع الجينوم البشري. في العام الماضي ، بعد فترة وجيزة من ظهور مخطط عالي الدقة للبروتينات البشرية اتصالات الطبيعة، 2 مقال افتتاحي في مجلة أبحاث البروتين لاحظ أن مرحلة التشطيب أو التلميع للبروتينات البشرية كان من المتوقع أن تكون أكثر صعوبة من تلك بالنسبة للجينوم البشري. 3

جادل الافتتاح "لإكمال هذه المهمة ، نحتاج إلى تقنية جديدة لتحسين التغطية ، وحساسية أعلى للبروتيوميات أحادية الخلية ، والمعلوماتية الحيوية بمساعدة التعلم الآلي". "يحتاج مجتمع البروتيوميات إلى الوعي الحكومي والمؤسساتي لتقديم الدعم والموارد لهذه التحديات البحثية الأساسية." وفقًا لهان ، لم يتم بعد تنظيم حملة لتسريع مرحلة الانتهاء.

تحليل Multiomics من اختبار واحد

تتخذ شركة Dalton Bioanalytics نهجًا متعدد المورثات خطوة أخرى إلى الأمام من خلال الجمع بين تحليل البروتينات ، والمستقلبات ، والدهون ، والكهارل ، والجزيئات الصغيرة الأخرى في اختبار واحد. يقول أوستن كواتش ، الحاصل على درجة الدكتوراه ، والشريك المؤسس لدالتون ، و CSO: "نحتفظ بكل شيء في العينة". "[نهجنا] غير بديهي نوعًا ما ، لأن الزيت والمياه لا يتعايشان عادة في نفس الحل."

يضيف كواش أن الشركة تأخذ الجزيئات الكبيرة ، مثل البروتينات والكربوهيدرات والحمض النووي الريبي ، وتهضمها إلى قطع صغيرة. ثم يتم تجميع المكونات الأخرى للعينة ، مثل أيونات المعادن ، والإلكتروليتات ، والدهون ، مع الكواشف المذابة والمؤينة. تجعل هذه المستحضرات كل مكون قابلاً للتحليل في اختبار كروماتوغرافيا سائل واحد - مقايسة مطياف الكتلة التي تعطي قراءات على البروتينات ، والدهون ، والأيضات ، والإلكتروليتات. كما تظهر السكريات والسكريات قليلة التعدد في الاختبار ، بينما لا تزال تحليلات الكربوهيدرات المعقدة والحمض النووي الريبي قيد التطوير.

استرجع أسبابًا مفادها أنك إذا كنت تقوم بتحليل omics واحد فقط ، فمن المحتمل أن تفقد قنوات مهمة للمعلومات البيولوجية. يقترح أن العمل مع صورة بيانات أكثر اكتمالاً يمكن أن يؤدي إلى رؤى غير متوقعة.

يلاحظ كواش أنه "في دراسة حديثة أجراها العملاء ، وجدنا بعض الأحداث الغريبة" ، مضيفًا أن بعض التأثيرات على المستقلبات قد لوحظت والتي ارتبطت بالتغيرات "الدرامية" في محتوى البروتين. "لم نكن لنرى هذه التغييرات الرئيسية في الجانب البروتيني للعينات إذا كنا نركز فقط على المستقلبات."

ما وراء تحليل البندقية

تسير الحساسية المتزايدة لتحليل سير عمل تحليل قياس الطيف الكتلي جنبًا إلى جنب مع مجموعات بيانات أكبر وأكثر تعقيدًا. بينما في الماضي ، كان يمكن لتحليل البروتينات الطموحة للبنادق التقاط 2000-3000 بروتين ، فإن حقنة واحدة يمكنها الآن تحديد 10000 بروتين. هذا وفقًا لأوليفر رينر ، دكتوراه ، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة Biognosys. يقول إن التعقيد الذي تتسم به تحليلات البروتين العميقة تلك يتطلب معلومات بيولوجية متقدمة لمعالجة البيانات.

يتمثل جزء كبير من أعمال Biognosys في اكتشاف العلامات الحيوية لأبحاث المرحلة المبكرة ، لكن الشركة تنتقل إلى تطبيقات المرحلة اللاحقة ، مثل التجارب السريرية. يقول رينر إنه كلما تعمقت التحليلات - أي عندما تأخذ المزيد من البروتينات - تزداد فرصة العثور على المرقم الحيوي المناسب. من ناحية أخرى ، لا يزال تحليل البيانات يمثل تحديًا للعلماء الذين ليسوا على دراية ببيانات البروتينات ، لذلك توفر الشركة تحليلًا وتفسيرًا متقدمًا للبيانات أعلى نتائج القياس.

يكتسب سير عمل قياس الطيف الكتلي في Biognosys البيانات بطريقة متوازية للغاية ويحللها باستخدام الأطياف المرجعية عبر خوارزمية خاصة. الناتج عبارة عن قياس شامل على مستوى الببتيد لجميع البروتينات التي يمكن اكتشافها في العينة.

يعلن رينر أن البروتينات لديها إمكانات هائلة لتحويل علوم الحياة بسبب دور البروتينات كوحدة وظيفية في الجسم: "الجينوم يعطينا أساسًا قراءة أحادية البعد. إنه تسلسل به طفرات أو اختلافات. يمنحنا البروتين رؤية ديناميكية للوظيفة على جميع المستويات: الكمية والتعديل وحتى البنية. إذا تمكنا من قراءة ذلك ، على نطاق واسع ، بجودة بيانات عالية ، فسنحصل على رؤية مختلفة تمامًا للوظيفة البيولوجية. "


مقدمة في علم البروتينات الجينية: تقدير تعقيد العقيدة المركزية

نموذج مبسط للعقيدة المركزية للبيولوجيا الجزيئية.

ربما تكون العقيدة المركزية للبيولوجيا الجزيئية معروفة لك إذا كنت تقرأ هذه نشر على هذه موقع الكتروني. ولكن بالنسبة لأولئك الذين يحتاجون إلى تنشيط سريع ، فإن الحمض النووي يمثل دليل تعليمات الجسم ، من هذه التعليمات يتم عمل نسخ من الحمض النووي الريبي ، والتي بدورها تُترجم إلى بروتينات. تقوم البروتينات بعد ذلك بمعظم عمل الخلية.

الشيء المضحك في العقيدة المركزية هو أنها ليست تدفقًا واحدًا لواحد. هذا يعني أن الجين المفضل لديك (YFG) لا ينتج بالضرورة واحدًا فقط YFG نسخة RNA ثم بروتين YFG واحد. في الواقع ، يمكن لجين واحد ، من خلال عملية التضفير البديل ، إنتاج العديد من نسخ RNA المتغيرة. يمكن لكل نسخة متغيرة بعد ذلك أن تستمر في إنتاج عدة نسخ من بروتين متغير ناتج يتم تعديله بشكل فريد ، مما يؤدي في النهاية إلى زيادة أسية من رقم الجينات إلى منتج بروتيني.

ومما يزيد الأمور تعقيدًا ، وجود لوائح إضافية على مستوى النسخ بواسطة microRNAs ومنتجات RNA الوظيفية الأخرى ، وعلى المستوى الترجمي ، بما في ذلك بواسطة RNAs الدائرية.

يبلغ العدد الإجمالي المقدر للبروتينات في البروتين البشري أكثر من مليون ، بينما يقدر العدد الإجمالي للجينات المشفرة للبروتين بـ 20.000 - 25.000 وتقديرات الترنسكربيتوم بـ 300.000. باختصار ، فإن العملية من الحمض النووي إلى البروتين ، كما نفهمها الآن ، معقدة حقًا - وهي نقطة قد ينسى الباحثون تقديرها.

تعديلات ما بعد الترجمة: تنظيم مستوى البروتين

علاوة على كل ذلك يؤثر على تخليق البروتين على مستوى الجينوميات ، تخضع البروتينات المترجمة لمجموعة أخرى من اللوائح تسمى تعديلات ما بعد الترجمة (PTMs). تقوم PTMs بتحويل البروتين المتشكل حديثًا إلى كيان ناضج "مزين" بالكامل ، مما يؤدي إلى تغيير وظيفته البيولوجية بشكل كبير استجابة لاحتياجات الخلية. يمكن أن تؤدي هذه البروتينات الناضجة بعد ذلك عددًا لا يحصى من المهام التي تحتاجها الخلية ، مثل التحرك حول الخلية أو تنشيط سلسلة الإشارات.

مع تقديرات أكثر من 200 نوع ، فإن PTM هي الآليات الرئيسية التي تزيد من التنوع البروتيني أعلى بكثير من كل من التنوع الجيني والنسخي.

تستلزم PTMs إضافة مجموعات وظيفية تساهميًا إلى أحماض أمينية معينة أو روابط الببتيد ، أو طي البروتين بمساعدة الإنزيم أو المعالجة التحليلية للبروتين. يتم التوسط في العديد من هذه التعديلات بواسطة الإنزيمات - التي هي في حد ذاتها بروتينات - مثل الكينازات ، والفوسفاتازات ، والناقلات ، والليغازات ، التي تضيف أو تزيل المجموعات الوظيفية ، والبروتينات ، والدهون أو السكريات إلى أو من سلاسل الأحماض الأمينية الجانبية.

تشير الدراسات الحديثة لـ PD-L1 ، وهو بروتين مركزي في قمع المناعة للسرطان ، إلى أن PTMs مثل الارتباط بالجليكوزيل والفسفرة والتواجد في كل مكان والتجمع والأسيتيل تلعب جميعها دورًا مهمًا في تنظيم استقرار البروتين والانتقال وتفاعلات البروتين البروتين. تؤثر أي تغييرات في PTM بشكل مباشر على المقاومة المناعية بوساطة PD-L1.

تعليقات الدكتورة إميلي بوجا ، مديرة برنامج اتحاد تحليل الورم السريري (CPTAC) في مكتب أبحاث البروتينات السريرية للسرطان (OCCPR) في المعهد الوطني للسرطان. "لذلك ، فإن فهم جميع جوانب البروتينات وأدوارها الأساسية في تطور أمراض مثل السرطان أمر بالغ الأهمية."

لا يمكن لعلم الجينوم أو البروتينات أن يقف بمفرده في البحث عن أدوية فعالة للسرطان

على الرغم من عمل الباحثين ببسالة لإيجاد أدوية جديدة ضد السرطان ، إلا أن العديد من الأدوية التجريبية تعاني من انخفاض الفعالية. على سبيل المثال ، كان الباحثون يحاولون الاستفادة من حقيقة أن العديد من السرطانات لديها جينومات غير مستقرة بشكل متزايد ، وهي "خاصية تمكينية" تعزز الطفرات التي تحافظ على الورم. لسوء الحظ ، كان للعديد من الأدوية التجريبية التي تستهدف عدم الاستقرار معدلات استجابة منخفضة للمرضى ، ولم تكن فعالة إلا في مجموعة فرعية من السكان.

هناك نوعان من آليات العمل العامة المستخدمة على نطاق واسع والتي تستخدمها الأدوية. لاكتشاف المشكلة من حيث تبدأ ، يمكن للباحثين تطوير الأدوية لاستهداف طفرة معينة في جينوم الورم ، ومنعها من بدء تأثير المصب ، مثل أدوية تداخل الحمض النووي الريبي ، وعقاقير تخطي exon ، والعلاجات الجينية الفيروسية ، و mRNA- الأدوية المعتمدة على الأدوية وعلاجات كريسبر لتعديل الجينوم. يتم تطوير عقاقير أخرى لاستهداف البروتينات - عادة تلك التي تنتج من جين متحور.

لسوء الحظ ، أظهرت كلتا الطريقتين فعالية دوائية معتدلة - فلماذا إذن؟ أحد الاحتمالات هو التعقيد غير المتوقع للعملية من الجين إلى البروتين والتنظيم في كل خطوة. تبين أن العديد من هذه الجينات والبروتينات المستهدفة ليس لها أي تأثير على بقاء الورم ، أو تكون أجزاء من المسارات الزائدة عن الحاجة أو المحيطية التي ليس لها تأثير مباشر على الورم عند استهدافها بمفردها ، أو تؤثر على مسارات غير متوقعة ، أو تواجه تنظيمًا غير متوقع للبروتين يجعله غير فعال .

يقول الدكتور مهدي المصري ، منسق برنامج CPTAC ومدير البرنامج في OCCPR: "إن استراتيجية استهداف الجين الوحيد تتجاهل تعقيد السرطان". "إن فهم السياق البيولوجي لطفرة معينة أمر حيوي لإيجاد علاج فعال."

أدخل Proteogenomics: نهج الصورة الكاملة

قبل استهداف أحد طرفي العقيدة المركزية أو الطرف الآخر ، يحتاج الباحثون إلى طريقة لإلقاء نظرة فاحصة على كل ما يحدث بينهما ، من أجل حساب جميع الاختلافات الجينية والتنظيم البروتيني ، وكيف تتغير هذه من مريض إلى مريض ومن سرطان إلى سرطان. الجمع بين المعلومات التي تم جمعها من علم الجينوم مع علم النسخ والبروتيوميات ، وهي استراتيجية نشير إليها باسم علم الجينوم البروتيني ، تسمح للباحثين بإلقاء نظرة أكثر شمولاً على كل تغيير في الورم ، بما في ذلك تحديد وتوطين وتحليل وظيفي للبروتينات الناتجة وعلاقتها بـ بيئة الورم الأكبر.

يعمل علم البروتينات الجينية على تعزيز فهمنا لبيولوجيا جينوم السرطان من خلال المساعدة في تحديد أولويات التعديلات الجينية ، وتصنيف الأورام ذات السمات البروتينية ، وإلقاء الضوء على التعديلات على أجهزة PTM المسؤولة عن خلل تنظيم شبكات إشارات السرطان ، وتحسين فهم استجابة الأدوية ومقاومة العلاجات.

يقوم برنامج CPTAC التابع لـ NCI بذلك بالضبط ، حيث يجمع معلومات قوية حول تطور السرطان وتطوره. من خلال دراسة البيئة الدقيقة للورم والمناظر الطبيعية المناعية ، تمكن باحثو CPTAC من توصيف العديد من أنواع السرطان بروتينيًا باستخدام البروتينات ، والبروتيوميات الفسفورية ، والميثيلوميات ، والأسيتيلوميكس ، وتحليل الجليكوميكس جنبًا إلى جنب مع مناهج التسلسل الراسخة. اكتشف الباحثون أنواعًا فرعية جديدة من الأورام ، وتغيرات في البيئة الدقيقة للورم ، وبروتينات محتملة جديدة للعلاج الدوائي المستهدف. سنخبرك في مقالنا التالي كيف يتم إجراء هذا النوع من البحث!


الملخص

قياس الطيف الكتلي المختار لرصد التفاعل هو تقنية بروتينية مستهدفة ناشئة تسمح بفحص عينات البروتين المعقدة بحساسية وكفاءة عالية. يتطلب معرفة واسعة بالعينة للعديد من المعلمات اللازمة لإجراء التجربة ليتم تعيينها بشكل مناسب. تعتمد معظم الدراسات اليوم على تقدير المعلمات من الدراسات السابقة أو قواعد البيانات العامة أو من قياس الببتيدات الاصطناعية. هذا فعال وسليم ، ولكن في حالة عدم وجود بيانات سابقة ، فإن تقدير معلمة de novo ضروري. يمكن استخدام الأساليب الحسابية لإنشاء إطار عمل آلي لمعالجة هذه المشكلة. ومع ذلك ، لا يزال عدد التطبيقات المتاحة صغيرًا. تهدف هذه المراجعة إلى إعطاء توجيه بشأن مختلف تحديات المعلوماتية الحيوية. تحقيقا لهذه الغاية ، نذكر المشاكل في التعلم الآلي الكلاسيكي ومصطلحات التنقيب في البيانات ، ونعطي أمثلة على الحلول المنفذة ونوفر بعض المساحة للبدائل. نأمل أن يؤدي هذا إلى زيادة الزخم لتطوير الخوارزميات وتلبية احتياجات المجتمع للطرق الحسابية. نلاحظ أن الجمع بين هذه الأساليب في سير العمل المساعد سيخفف من استخدام البروتينات المستهدفة في الدراسات التجريبية وكذلك التطوير الإضافي للنهج الحسابية.


يعزز الذكاء الاصطناعي أبحاث البروتينات

باستخدام الذكاء الاصطناعي ، نجح باحثون في جامعة ميونيخ التقنية (TUM) في جعل التحليل الشامل للبروتينات من أي كائن حي أسرع بكثير من ذي قبل وخالٍ من الأخطاء تقريبًا. تم إعداد هذا النهج الجديد لإحداث تغيير كبير في مجال البروتينات ، حيث يمكن تطبيقه في كل من البحوث الأساسية والسريرية.

يحتوي جينوم أي كائن حي على مخططات لآلاف البروتينات التي تتحكم في جميع وظائف الحياة تقريبًا. تؤدي البروتينات المعيبة إلى أمراض خطيرة ، مثل السرطان أو السكري أو الخرف. لذلك ، تعتبر البروتينات أيضًا أهم أهداف الأدوية.

لفهم العمليات والأمراض الحياتية بشكل أفضل وتطوير علاجات أكثر ملاءمة ، من الضروري تحليل أكبر عدد ممكن من البروتينات في وقت واحد. في الوقت الحاضر ، يتم استخدام مقياس الطيف الكتلي من أجل تحديد نوع وكمية البروتينات في النظام البيولوجي. ومع ذلك ، تستمر الأساليب الحالية لتحليل البيانات في إحداث العديد من الأخطاء.

نجح فريق من جامعة ميونخ التقنية بقيادة عالم المعلوماتية الحيوية ماتياس فيلهلم وعالم الكيمياء الحيوية برنهارد ك. قادر على التعرف على البروتينات بسرعة أكبر وبدون أخطاء تقريبًا.

حل لمشكلة خطيرة

لا تقيس مطياف الكتلة البروتينات مباشرة. يحللون الأجزاء الأصغر التي تتكون من متواليات الأحماض الأمينية مع ما يصل إلى 30 من لبنات البناء. تتم مقارنة الأطياف المقاسة لهذه السلاسل بقواعد البيانات من أجل تخصيصها لبروتين معين. ومع ذلك ، يمكن فقط لبرنامج التقييم استخدام جزء من المعلومات التي يحتوي عليها الأطياف. لذلك ، لا يتم التعرف على بعض البروتينات أو يتم التعرف عليها بشكل غير صحيح.

يوضح K & Uumlster: "هذه مشكلة خطيرة". تستخدم الشبكة العصبية التي طورها فريق TUM جميع معلومات الأطياف لعملية تحديد الهوية. يقول Bernhard K & Uumlster: "نفتقد بروتينات أقل ونرتكب أخطاء أقل 100 مرة".

ينطبق على جميع الكائنات الحية

يوضح ماتياس فيلهلم أن "Prosit" ، كما يسميه الباحثون برنامج الذكاء الاصطناعي ، "قابل للتطبيق على جميع الكائنات الحية في العالم ، حتى لو لم يتم فحص بروتيناتها من قبل". "هذا يتيح البحث الذي لم يكن من الممكن تصوره في السابق."

بمساعدة 100 مليون من أطياف الكتلة ، تم تدريب الخوارزمية على نطاق واسع بحيث يمكن استخدامها لجميع أجهزة قياس الطيف الكتلي الشائعة دون أي تدريب إضافي. يقول K & Uumlster: "نظامنا هو الرائد عالميًا في هذا المجال".

سوق بقيمة المليارات

تستخدم العيادات وشركات التكنولوجيا الحيوية وشركات الأدوية ومعاهد الأبحاث أجهزة عالية الأداء من هذا النوع ، وتبلغ قيمة السوق بالفعل المليارات. باستخدام "Prosit" ، سيكون من الممكن تطوير أدوات أكثر قوة في المستقبل. سيكون الباحثون والأطباء أيضًا قادرين بشكل أفضل وأسرع على البحث عن المؤشرات الحيوية في دم المرضى أو بولهم ، أو مراقبة العلاجات للتأكد من فعاليتها.

الباحثون أيضا لديهم آمال كبيرة في البحث الأساسي. يقول K & Uumlster: "يمكن استخدام الطريقة لتعقب الآليات التنظيمية الجديدة في الخلايا". "نأمل في اكتساب قدر كبير من المعرفة هنا ، والتي ستنعكس على المدى المتوسط ​​والبعيد في علاج الأمراض التي يعاني منها الإنسان والحيوان والنبات".

يتوقع فيلهلم أيضًا أن "أساليب الذكاء الاصطناعي مثل Prosit ستغير قريبًا مجال البروتينات ، حيث يمكن استخدامها في كل مجال من مجالات أبحاث البروتين تقريبًا".


Omics والتقارب المستمر وما بعده

يحمل البحث المترجم عن السكتة الدماغية إمكانات هائلة لأن هذا مرض لا يظهر فقط في تفاعلات الخلايا المتعددة و # x02013 داخل الدماغ نفسه ، ولكن أيضًا في سياق التفاعل متعدد الأعضاء. هذا هو المكان الذي يمكن أن تقدم فيه تقنية omics قوة ومنظورًا لا يقدران بثمن لدراسة التعقيد.

ربما ، لكي تكون مثيرة للتفكير ، هل نحتاج إلى البحث عن تعريف أوسع لإمكانية التكاثر في سياق الضوضاء والتعقيد البيولوجي؟ منذ أن تم الكشف عن التغيرات البيولوجية الجوهرية من خلال منهجية omics ، يتطلب التفسير إعادة بناء معلوماتية رياضية مبتكرة وأكثر تعقيدًا لدمج الأبعاد الجديدة في تحليل البيانات. في حين أن الجينوميات تشترك في الكثير من التشابه مع البروتينات ، إلا أن هناك اختلافات جوهرية. ربما نحتاج إلى استخدام طرق أخرى للحكم على & # x0201creproducibility & # x0201d في بيانات البروتينات مثل التقارب المستمر من الإشارات والأنماط لتأخذ في السياق التوازن الديناميكي للتوازن عبر الزمان والمكان؟ علاوة على ذلك ، هل يمكن أن يتقاطع الجينوم والبروتيوم ويقدمان معلومات أكثر قوة؟ هل يشمل التحليل النطاقي (omics) الجينوم والبروتيوم فقط؟ ماذا عن omics الأخرى & # x02014metabolomic التشكيلات & # x02014 المنتجات الحية للجينوم / البروتينات؟ يسمح Omics لنا بتجربة المنظورات الناشئة والمختلفة إلى حد كبير لكيان بيولوجي دائم التغير. يمكن مكافأة التحدي الحالي الذي نواجهه لفهم البيانات متعددة الأبعاد وتبسيطها وعرض المشهد الكامل لكيان بيولوجي بمعرفة هذه المنظورات الجديدة المضافة.


شاهد الفيديو: الفيديو السادس لمادة الأحياء العامة السكريات و البروتينات (ديسمبر 2022).