Социальная сеть человеческих белков

Ученые из Института биохимии Макса Планка в Мартинсриде и Института молекулярной клеточной биологии и генетики Макса Планка в Дрездене составили детальную карту взаимодействий человеческих белков. Используя новый метод масс-спектрометрического количественного анализа, исследователи определили силу каждого взаимодействия. «Наши данные показали, что большинство взаимодействий слабые, но критически важны для структуры всей сети», — объясняет Марко Хайн, первый автор исследования. Статья опубликована в журнале Cell.

Белки — это строительные блоки и центральные действующие лица клетки. Они выполняют свои функции, связываясь друг с другом и образуя сети взаимодействий. С помощью количественной масс-спектрометрии ученые могут определить, какие именно белки взаимодействуют. Технологию можно описать как молекулярную рыбалку: один белок выбирается в качестве «приманки». Его «вылавливание» из сложной смеси извлекает и всех его партнеров по взаимодействию, которые затем идентифицируются масс-спектрометром. В рамках крупного проекта ученые проанализировали 1100 таких белков-приманок. Они нанесли на карту сеть из более чем 5400 белков, соединенных 28000 взаимодействий.

Разные взаимодействия имеют очень разные свойства. Одни связи сильные и выполняют структурную роль, другие — слабые и временные, например, в путях передачи сигналов. Измерение силы взаимодействия трудоемко и сложно в крупномасштабных исследованиях. Используя новую стратегию, ученые разработали метод косвенной оценки силы каждого взаимодействия. Они измеряют количество копий всех белков в клетке и определяют соотношение, в котором каждый партнер извлекается вместе со своим белком-приманкой. Чем сильнее взаимодействие, тем больше партнера извлекается.

Исследование предлагает новый взгляд на «социальную сеть» человеческих белков. Ученые теперь могут не только просматривать новую базу данных, чтобы увидеть, какие белки взаимодействуют друг с другом, но и различать типы взаимодействий. Данные показывают, что в сети доминируют слабые взаимодействия. «Одно слабое взаимодействие может показаться незначительным. Однако в своей совокупности эти взаимодействия образуют основу, которая удерживает всю сеть вместе», — объясняет Марко Хайн. «Это свойство, общее для сети белков и социальной сети в обществе».