蛋白質(zhì)、基因組與人類疾病有了關(guān)聯(lián)圖
有助促進藥物靶點快速識別
科技日報北京10月17日電 （記者張夢然）據(jù)《科學》雜志近日發(fā)表的一項最新研究，研究人員將人體血液中的數(shù)千種蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)與遺傳數(shù)據(jù)相結(jié)合，繪出了蛋白質(zhì)、基因組與人類疾病的網(wǎng)絡關(guān)系圖，顯示了影響這些蛋白質(zhì)的遺傳差異如何將多種多樣的相關(guān)疾病聯(lián)系在一起。
蛋白質(zhì)故障會導致大多數(shù)器官系統(tǒng)疾病，蛋白質(zhì)也是當今最常見的藥物靶點。在這項研究中，由劍橋大學醫(yī)學研究委員會流行病學部門和德國查理大學柏林衛(wèi)生研究所科學家領導的國際團隊，利用1萬多人的血液樣本，證明了人類基因組2500個區(qū)域的自然變異與血液中循環(huán)的5000種蛋白質(zhì)的豐度或功能差異密切相關(guān)。
新研究解決了將基礎科學轉(zhuǎn)化為臨床操作的難題。雖然人類基因組研究已經(jīng)在人體DNA序列中確定了數(shù)千個與疾病相關(guān)的變異，但由于將這些變異映射到基因的不確定性，其潛在機制往往仍鮮為人知。通過將這種與疾病相關(guān)的DNA變異與編碼蛋白質(zhì)的豐度或功能聯(lián)系起來，研究團隊為哪些基因參與其中提供了強有力的證據(jù)，并確定了蛋白質(zhì)將遺傳風險轉(zhuǎn)化為疾病發(fā)作的新機制。
例如，多項全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）已將人類基因組中稱為KAT8的區(qū)域與阿爾茨海默病聯(lián)系起來，但未能確定該區(qū)域中的哪個基因參與其中。通過結(jié)合蛋白質(zhì)和基因的數(shù)據(jù)，團隊在KAT8區(qū)域中識別出一個名為PRSS8的基因，這是阿爾茨海默病的新候選基因。同樣，他們還確定了一種新的子宮內(nèi)膜癌風險基因。
研究團隊利用這些新見解，系統(tǒng)地測試了哪些蛋白質(zhì)編碼基因會影響疾病。他們發(fā)現(xiàn)了1800多個例子，提供了強有力的證據(jù)表明相應的蛋白質(zhì)正是起源，并指出了新的潛在治療策略。
研究人員表示，對于大多數(shù)與疾病風險相關(guān)的基因組區(qū)域，潛在的因果和機制尚不清楚。該項工作證明了蛋白質(zhì)在放大疾病致病基因方面的獨特價值，并幫助人們了解遺傳變異導致疾病的機制。通過編碼蛋白質(zhì)將基因與疾病更直接地聯(lián)系起來，并將促進藥物靶點的快速識別。
總編輯圈點
蛋白質(zhì)是生物醫(yī)藥領域炙手可熱的研究對象，原因之一就是它們與人類眾多疾病息息相關(guān)。最現(xiàn)成的例子是，新冠疫情暴發(fā)之初，中外科學家們先是解析了新冠病毒S蛋白的全長結(jié)構(gòu)，隨后又解析了人體ACE2蛋白全長結(jié)構(gòu)。他們發(fā)現(xiàn)，新冠病毒S蛋白正是通過“劫持”人體ACE2蛋白來入侵人體。這為研發(fā)新冠肺炎相關(guān)診療方法和藥物提供了思路。值得一提的是，蛋白質(zhì)作為大分子，同時以其結(jié)構(gòu)復雜而聞名，這為蛋白質(zhì)相關(guān)研究帶來較大難度，其研究進展也往往引發(fā)關(guān)注。
（《科技日報》2021年10月18日第 4 版。）
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