联想犯罪感

发现蛋白质之间的联系为痴呆症提供了新的线索
2017年7月14日

采访

拉斐尔·法拉利,伦敦大学学院,克劳迪娅·曼佐尼,雷丁大学

我们开始发现一些与痴呆症相关的基因缺陷和变异,但我们对它们的实际作用知之甚少。伦敦大学学院神经学研究所的拉斐尔·法拉利和雷丁大学的克劳迪娅·曼佐尼正试图找出答案。Kat Arney采访了他们以了解更多信息。

Raffaele:你真正想做的一件事是首先识别基因,因为基因和蛋白质之间有直接的关系,这很重要,因为我们可以立即知道可能的影响。

这就是找出是什么基因导致了神经细胞中可能出现问题的物质。

拉斐尔:对。我们将能够命名一种受遗传变异影响的蛋白质。基因和蛋白质之间有直接的关系。通常情况下,我们知道蛋白质的功能,所以我们可能能够在第一眼就能更多地了解大脑细胞内分子上发生的事情。

所以你可以说,“嗯,这个基因看起来很严重。它可能会产生严重破坏的蛋白质,所以它可能不会起作用。”

Raffaele:这是我们能做的一件伟大的事情,但这实际上只是一小部分信息,还不能让我们对脑细胞的问题有一个广泛的了解。

凯特:所以最基本的问题是,测序研究,全基因组关联研究,家庭研究已经抛出了所有这些基因或DNA的这些区域,你说,“是的,他们在这类疾病中有所作为。”但我们仍然不知道,所以我猜这就像,如果你看一间办公室,你可以说,“好吧,这个人在办公室工作,但我们不知道他们的工作是什么,他们在做什么。”

克劳迪娅,我们如何尝试和利用这些基因,我们对这些基因的了解,并找出这些东西实际上在做什么因为我想有一个你找到的基因列表是可以的。但如果我们不知道他们是干什么的,那就什么都不是。

克劳迪娅:这正是我们面临的问题,也是每个人都面临的问题。从某种角度来看,遗传学比功能生物学更简单,因为你是在孤立地识别基因。但是当你试图了解这个基因的作用时,你需要进入细胞环境细胞环境中的基因,与其他基因和蛋白质合作。所以你需要看一些更复杂的东西。

功能生物学通常比遗传学要花更多的时间来分析和识别与特定基因相关的功能。即使我们知道与特定基因相关的功能,也许我们不知道疾病中的功能因为基因在正常情况下的功能是一回事,但我们需要了解当发生突变时功能是如何变化的。

凯特:通常情况下,我们会在实验室里用细胞或动物模型做那些烦人的实验,花费年复一年的时间。我知道人们可以用整个职业生涯来研究一个基因和这个基因的产物是如何在某种疾病中出错的。我们没有那么多时间。你要怎么加快速度?

克劳迪娅-还有你做这些实验所需的钱。所以,这就是为什么Raf和我几年前开始谈论我们如何做一些不同的事情,找到一种方法,不是解决问题,而是找到一种方法来简化信息从遗传学到功能生物学的传递。

给你们一些线索从哪里开始看这个函数。

克劳迪娅-没错。所以,我们决定要走的路是停止一次只研究一个基因,而是试着有一个更广泛的视角,对发生的事情有一个更全面的概述,评估我们所知道的与某种特征相关的所有基因,并把所有基因放在一起看它们是否能给我们指明一个方向。为了做到这一点,我们决定开始使用已经可用的、已经生成的、并且在公共领域免费提供的数据库。

Kat:回到办公室的类比,你试图使用已经存在的数据来计算——这个人是在财务团队还是人力资源团队工作?-你在看什么样的数据?

克劳迪娅-是的。我们现在看的是蛋白质-蛋白质相互作用类型的数据。我们正计划转向其他数据集,但目前,我们真正关注的是蛋白质之间的相互作用。这个想法是蛋白质一起工作,它们相互作用。有一个原则被称为联想有罪原则。

如果我们知道蛋白质A的功能我们知道蛋白质A与蛋白质B相互作用,但我们不知道蛋白质B的功能,好吧,只要知道蛋白质B能够与蛋白质A相互作用,我们就可以推断出蛋白质B的功能,所以我们用这个原理来构建蛋白质网络,知道它们相互作用,看看已知的蛋白质,看看在哪些途径中,在这些功能中,它们是基于与它们相互作用的其他蛋白质网络而联系在一起的。

回到我们办公室的比喻,如果你知道两个人总是一起去开会,他们可能在一起工作。

克劳迪娅-没错。这是一个完美的类比,没错。

Kat:那么通过这项工作,通过对基因的了解,获得关于基因作用的线索,从而引导实验室研究朝着正确的方向发展,找到药物靶点,您希望看到这项工作的关键成果是什么?你认为什么会让病人受益,还有多久,还有多远?

拉斐尔:理想情况下,我认为我们谈论的是两种结果。一个是理解分子机制——是什么影响了脑细胞,导致了它们的死亡?这很重要,因为如果我们不知道,我们不知道如何处理它,如何以某种方式解决它,如果它成功了,这是值得的,只是理解事物的美丽。另一方面,这种理解可以导致在预防医学中识别生物标志物,或作为疾病进展的监测,或以及用于开发治疗措施。我们也许能够确定满足所有这些需求的要素——预防措施、监测措施或治疗措施。

克劳迪娅:另一点是,如果我们知道了机制,我们就能想到一种药物能够影响这种机制,因为目前我们还没有药物。不幸的是,我们没有针对所有这些疾病的治疗方法。但我们有一些药,我们可以开给病人但这些都是对症药物。所以它们不能治愈神经变性。他们只是治标不治本

例如,对于帕金森氏症,我们可以减少震颤,但我们不能阻止疾病的发展。但如果我们真的知道大脑中细胞死亡的分子原因,我们就能想到一种针对这个问题的干预方法,然后我们就能预防或阻止神经退化。所以,这就是为什么理解退化的分子机制是非常非常重要的。

来自伦敦大学学院的Kat - Raffaele Ferrari和来自雷丁大学的Claudia Manzoni。

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