來自Stowers醫(yī)學(xué)研究所的科學(xué)家表示，他們已經(jīng)創(chuàng)造了一種快速有效地定義個體蛋白質(zhì)結(jié)合的新方法。他們在Nature Communications上發(fā)表的研究(“ 蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋵W(xué)評分”)展示了Stowers研究人員創(chuàng)建的拓?fù)湓u分(TopS)算法如何通過組合數(shù)據(jù)集來識別聚集在一起的蛋白質(zhì)。

科學(xué)家解釋說，這不僅有助于研究人員識別蛋白質(zhì)如何發(fā)揮生物功能或進(jìn)行生物過程，該算法還可以應(yīng)用于先前生成的生物數(shù)據(jù)以及可能用于收集新信息的其他科學(xué)領(lǐng)域。

“在網(wǎng)絡(luò)中定義單個蛋白質(zhì)關(guān)聯(lián)仍然是一個重大挑戰(zhàn)，其中單個蛋白質(zhì)可以直接與其他蛋白質(zhì)相互作用和/或是包含功能模塊的大型復(fù)合物的一部分。在這里，我們展示了用于分析親和純化的定量蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)集的拓?fù)湓u分(TopS)算法，“他們寫道。

“以平行方式分析數(shù)據(jù)，其中通過聚合來自整個數(shù)據(jù)集的信息在單獨(dú)的親和純化中對獵物蛋白進(jìn)行評分。拓?fù)湓u分涵蓋廣泛的值，表明每種誘餌蛋白純化中單個蛋白質(zhì)的富集。TopS適用于衍生自人類DNA修復(fù)蛋白和酵母染色質(zhì)重塑復(fù)合物的相互作用網(wǎng)絡(luò)。TopS強(qiáng)調(diào)復(fù)合物中潛在的直接蛋白質(zhì)相互作用和模塊。TopS是一種快速的方法，可以對數(shù)據(jù)集進(jìn)行有效和信息豐富的計(jì)算分析，是對現(xiàn)有分析管道的補(bǔ)充，并提供了對蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)的重要見解。“

該方法類似于查看社區(qū)中所有個人的活動和交互，然后選擇最有意義的交互，其中一些可能非常罕見。研究人員正在尋找兩個人的生物學(xué)等價物，這兩個人可能是整個社區(qū)中參與重要互動的唯一兩個人。

“這是一種大數(shù)據(jù)分析形式，我們正在應(yīng)用于蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)來識別和理解蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)，”Stowers蛋白質(zhì)組學(xué)中心主任Michael Washburn博士說。“這是對已經(jīng)使用的許多技術(shù)的補(bǔ)充，因此它可以用來提問和回答新問題。”

蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)集可能難以檢查有意義的信息，因?yàn)樗鼈兎浅４蟆?ldquo;你需要看到數(shù)以千計(jì)的蛋白質(zhì)，”Stowers的高級研究專家Mihaela Sardiu博士說。了解各種各樣的蛋白質(zhì)如何結(jié)合起來做某些事情，比如修復(fù)DNA，是一個難題。“我們想簡化這個問題。”

這意味著他們不是全面了解一切，而是尋求不太常見的事件。研究人員通過尋找誘餌(已知參與感興趣的過程的蛋白質(zhì))和獵物(可與誘餌蛋白相互作用的蛋白質(zhì))來研究它們?nèi)绾卧谌祟怐NA修復(fù)和酵母染色質(zhì)重塑復(fù)合物中相互作用。通過TopS，數(shù)據(jù)以并行方式進(jìn)行分析，這意味著同時考慮來自幾個生物相關(guān)誘餌的數(shù)據(jù)。

TopS的一個關(guān)鍵屬性是能夠評估獵物蛋白質(zhì)對誘餌相對于其他誘餌的偏好。Sardiu解釋說：“我們現(xiàn)在不是通過僅集中一個誘餌的信息來計(jì)算得分，而是整合整個數(shù)據(jù)集中的信息。”

Washburn和Sardiu認(rèn)為，無論是基礎(chǔ)研究還是其他研究，TopS都可以應(yīng)用于蛋白質(zhì)組學(xué)以外的各種數(shù)據(jù)集。Sardiu看到了將其用于醫(yī)療保健數(shù)據(jù)的潛力，醫(yī)生可能能夠?qū)⒒颊叩慕】禒顩r與其他人進(jìn)行比較，例如能夠判斷患者的病情是否“與其他患者相比是否真正先進(jìn)”，她說。

該團(tuán)隊(duì)還在計(jì)算機(jī)代碼庫Github上發(fā)布了這些發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樗麄兿Ｍ麨槠渌芯咳藛T提供測試算法的機(jī)會，并了解他們?nèi)绾螌⑵鋺?yīng)用于自己的項(xiàng)目。

“我們很高興看到這可以走多遠(yuǎn)。這是一個潛在的高影響力工具，我們希望看到其他創(chuàng)意和創(chuàng)新人士可以想出什么，“沃什伯恩說。“我們認(rèn)為這對于很多人來說是一個非常有價值的潛在工具，他們正在努力應(yīng)對大規(guī)模數(shù)據(jù)分類的挑戰(zhàn)。”