由同一基因编码的蛋白质在细胞替代达纳法伯癌症研究所已经大相径庭的功能
为兄弟似乎比同类更不同的是不寻常的：一个成为一个花店，例如，另一个成为长笛演奏家，另一个成为一个物理学家。
相同的多样性是适用“窝”从人类细胞中任何单一的基因所产生的蛋白质，一项新的研究由达纳法伯癌症研究所，加利福尼亚大学的科学家们，圣迭戈医学院和麦克吉尔大学的发现。在第一次大规模的系统研究中，研究人员发现大多数的兄弟姐妹蛋白被称为“相同基因编码的蛋白亚型”，在组织和细胞中通常起到完全不同的作用，然而它们在结构上可能是相似的。
研究，今天在线发表的杂志细胞，站在对人类生物学的认识和未来研究方向上有强大的作用。对于一个，它可能有助于解释如何在人类基因组中的20000个蛋白质编码基因-比在一个葡萄的基因组中发现的-可以引起如此巨大的复杂性的生物。科学家们知道，人类细胞中的不同蛋白质的数目，认为是向上的100000，远远超过了基因的数目，但许多问题仍然保持。大多数这些蛋白在细胞中有一个独特的功能，或者他们的角色有时重叠？发现不同的蛋白亚型编码的相同的基因可能有不同的功能，在一个更大的规模比实现的建议，他们大大增加我们的基因是能够。
这种多样性还表明，每个蛋白亚型需要单独研究，以了解其正常的作用，其潜在的参与疾病，研究作者的状态。
“在与癌症相关的蛋白质的研究为例，通常集中在一个给定的细胞，最常见的亚型的组织或器官，”共同作者戴维E.山博士说，对癌症系统生物学中心副主任（CCSB）在达纳-法伯。“由于不太常见的蛋白亚型可能也有助于疾病，并可能被证明是有价值的靶向药物治疗，他们的作用也应该被检查，并做正确的，我们也需要全面的克隆集覆盖所有表达的异构体。”
以前的功能性研究的蛋白质亚型一般都是通过基因的基础上完成的。此外，研究人员经常比较的活动的一个基因的“小”的亚型，其主要的异构体，在特定的组织。这项新的研究从一个更大的角度来探讨这个问题，通过收集数百个基因的多个蛋白亚型，并比较它们与其他人类蛋白质的相互作用。
细胞产生多个蛋白亚型的方法之一，从单个基因是一个过程称为选择性剪接。大多数人的基因包含称为外显子的多个片段，分离的非编码序列称为内含子。在细胞中，这些个体的外显子进行不同的组合“粘”或拼接在一起，以产生最终的基因表达产物；因此，一个单一的基因可编码一组不同的，但相关的蛋白亚型，根据特定的外显子的拼接。例如，一个亚型，可能会导致从一个特定的基因构成显。另一个可能产生的外显子跳跃的C，导致只有外显子a-b-d.产品
在新的研究中，研究人员发明了一种技术叫“ORF序列”，让他们识别和开放阅读框的形式的选择性剪接基因产物克隆大量（ORF），并使用它们来的数百个基因产生多种蛋白质亚型。
在人类基因组中大约有20000个基因编码的蛋白质，研究人员集中在约百分之八。采用ORF序列，他们最终创造了一个收集1423个蛋白亚型的506个基因，其中百分之50以上是完全新的基因产品。他们进行1035的这些蛋白异构体通过大规模筛选测试，配对他们与15000人的蛋白质，以看到这将互动。
“令人兴奋的发现是来自同一基因的不同蛋白质的伙伴经常相互作用的亚型，”说格洛里亚Sheynkman，博士，达纳法伯的第一作者。“这说明在细胞内的不同的角色扮演了非常不同的角色”，许多不同职业的兄弟姐妹通常会与不同的朋友和同事进行互动。
研究人员发现，在大多数情况下，相关的亚型共享不到一半的蛋白质的合作伙伴。百分之十六的相关亚型共享绝对没有蛋白质的合作伙伴。“在一个细胞的所有蛋白质相互作用的角度来看，相关的异构体的行为更像是不同的蛋白质比一个轻微的变种，”佟浩，达纳法伯的第一作者，断言。
有趣的是，亚型DNA–只是一封信的遗传密码–差异有时有完全不同的作用在细胞内的微小差异，研究人员发现干。在同一时间，相关的异构体，结构上完全不同的可能有非常相似的角色。
研究人员发现，有关不同亚型的相互作用的合作伙伴的不同，从组织到组织的不同。在肝脏中，例如，一个亚型可以与一组蛋白质相互作用。在大脑中，一个相对的亚型可能与一个很大的不同组的蛋白质的合作伙伴。
“在蛋白质相互作用网络的更详细的视图，在我们提出的，是关系到人类疾病尤其重要，”共同作者Lilia iakoucheva UC San迭戈。“在剪接异构体之间的相互作用的合作伙伴的强烈建议，识别的基因水平的疾病相关的途径是不足够的。这是因为不同的变异可能会导致不同的途径导致相同的疾病，甚至不同的疾病。是时候深入研究我们正在建设和分析的网络。”
作者信息和资金来源
该研究的共同作者是新平洋，博士，达纳法伯和南方医院，南方医科大学，广州，中国；凯莱Sheynkman，博士，佟浩达纳法伯；茉莉如亨廷顿，博士，麦克吉尔大学；并树立康，博士学位，在加州大学圣地亚哥分校。共同资深作者戴维E.山，博士，和Marc Vidal，博士，达纳法伯；弗雷德里克P.罗斯，博士，多伦多大学的，在多伦多西奈山医院和加拿大学院的高级研究；Lilia iakoucheva，博士学位，在加州大学圣地亚哥分校的；和玉霞，博士，麦克吉尔大学。作者是亚伦理查德森，博士，云深，Ryan Murray，Kerstin spirohn，布丽姬贝格，安得烈MacWilliams，泉中，博士，雪莉特里格，斯坦利潭，莱拉ghamsari，博士，尼迪萨尼，博士，宋义，博士，罗德里格兹，达维特巴尔恰，Kourosh萨利希Ashtiani，博士，班诺特charloteaux阿尔斯，博士，陈博士，硕士，和博士，米迦勒伍德，达纳法伯；塞缪尔Pevzner，博士，达纳法伯和波士顿大学；归鸿谭博士，米迦勒博士，布伦达Costanzo，安德鲁斯博士和查尔斯布恩博士，美国多伦多大学；范阳的多伦多大学和西奈山医院、多伦多；宋孙，博士，多伦多大学的西奈山医院，多伦多，乌普萨拉大学，乌普萨拉，瑞典；米克尔杜frigola，P高清，在巴塞罗那科学技术研究院；帕特里克合，博士，巴塞罗那研究所的科学技术和institucióCatalana de recerca我estudis爱çATS，巴塞罗那，西班牙；和湘洲，博士，在洛杉矶南加州大学。
这项工作是由美国国家人类基因组研究所（拨款支持p50hg004233和u01hg001715）；Ellison基础；美国国家癌症研究所（格兰特r33ca132073）；Krembil基金；加拿大卓越研究主席奖；安大略研究基金优秀科研成果奖；尤妮斯甘乃迪施莱佛国立儿童健康和人类发展（格兰特r01hd065288）；国家心理健康研究所（补助r01mh091350，r01mh105524，和r21mh104766；国家自然科学基金（批准ccf-1219007）；加拿大自然科学和工程研究委员会（NSERC）（批准rgpin-2014-03892），加拿大创新基金（批准jelf-33732）；加拿大民族研究席位计划；健康我院（培训补助t32ca009361）；NSERC奖学金；国立普通医学科学研究所（格兰特r01gm105431）；和瑞典研究理事会国际博士后资助。
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