leyu体育-Nature:科学家再构建蛋白质 “遗传图谱”

6月6日，《自然》杂志发表了一项由剑桥大学和默沙东的科学家领导完成的重要成果：他们成功创建出人类蛋白质的第一个详细遗传图谱。这一突破性研究有望增进我们对各种疾病的了解，并有助于新药的开发。

DOI: 10.1038/s41586-018-0175-2

这项研究描述了人类血浆“蛋白质组”（proteome）的遗传基础，确定了近1500个蛋白质的近2000种遗传关联。此前，由于技术限制，研究人员只能同时测量少量血液蛋白质。

而现在，研究人员使用一种由SomaLogic公司开发的新技术 “SOMAscan”来测量3300个人血液中的3600种蛋白质。随后，通过分析这些个体的DNA，寻找基因组中与蛋白质水平相关的区域，进而对蛋白遗传的了解比之前增加了四倍。

Credit: Wikimedia Commons

01.蛋白“遗传图谱”的用途

这种基因图谱的用途之一是识别引起疾病的特定生物途径，论文中举例指出了导致克罗恩病和湿疹的特定途径。

“由于过去十年的基因组学革命，我们一直善于发现基因组与疾病之间的统计联系，但却困扰于如何识别致病基因和途径，”主要作者之一James Peters博士说“现在，通过将我们的数据库与我们所知道的遗传变异和疾病之间的关联相结合，我们能够更多地了解疾病的生物学。"

在某些情况下，研究人员发现了影响蛋白质水平的多种遗传变异。通过将这些突变组合成该蛋白质的“分数”（score），他们能够识别蛋白质与疾病之间的新关联。例如，以前与肺病有关的蛋白质MMP12也被发现也与心脏病有关——然而，MMP12的水平越高，患肺病的风险越低，心脏病和中风的情况则相反；这一信息非常重要，因为针对这种蛋白质开发的治疗肺病患者的药物可能无意中增加了心脏病的风险。

默沙东的科学家则在强调蛋白质组遗传数据如何被用于药物发现方面发挥了重要作用。例如，除了强调潜在的副作用之外，这项研究的发现还可以通过对新药物和现有药物的蛋白质靶点的新见解来进一步帮助药物开发。通过将药物、蛋白质、遗传变异和疾病联系起来，研究小组建议现有药物也可以用来治疗不同的疾病，或可增加目前正在研发的某些药物在临床试验中可能取得成功的信心。

02.成果公开，可供全球使用

“我们的数据库实际上只是一个起点，” 第一作者Benjamin B. Sun说，“这项研究中，我们列举了一些如何使用它的例子，但现在是时候让研究界开始使用并寻找关于该数据库新的应用范畴了。"

作为该研究的参与组织之一，英国心脏基金会（British Heart Foundation）的Metin Avkiran教授认为:”尽管DNA为我们提供了个人蓝图，但决定我们对疾病易感性和对药物反应的是基因编码的蛋白质结构、功能和数量的变化。这项研究为血液中的蛋白质如何被我们的基因组成所控制提供了令人振奋的新见解，并为开发心脏和循环系统疾病的新疗法提供了机会。”

参考资料：1）Scientists 'genetic atlas' of proteins in human blood