摘要:一个前所未有的国际努力来解码细胞如何管理化学物质的运输,这在四项开创性研究中达到了这一长达十年的项目,这是人类细胞中化学传输途径的首个全面功能蓝图。...
一项空前的国际努力来解码细胞如何管理化学物质的运输,这最终在四项发表在分子系统生物学。由奥地利科学学院分子医学研究中心的Giulio Superti-furga领导,并由欧盟Innovative Medicines Innovative Periesine Intialiative的国际学术和药品伙伴财团的支持,这是十年的这个长达十次的项目,为长期的项目提供了第一个全面的化输功能。
所有生命都取决于细胞与环境交换物质的能力。必须吸收营养,离子和维生素,而废物和特殊代谢产物必须被排出。这个基本过程依赖于嵌入细胞膜中的转运蛋白。尽管它们的作用至关重要,但许多人类转运蛋白编码基因的功能仍然是一个神秘的,从癌症治疗到代谢和神经系统疾病研究的领域进展放缓。
认识到这一挑战,CEMM的Superti-Furga组首先在2015年的Landmark 2015文章中呼吁加强研究。十年后,CEMM和一个国际财团成功了:通过关注最大的运输公司(Solute Carriers(SLC)),它们的现有知识增加了一倍以上,并为将来的突破性基础奠定了基础,以理解和靶向这些关键蛋白质。
膜转运蛋白上的大型注射器
在一项巨大的协调努力中,来自八个国家的13个机构的120名研究人员聚集在一起。经过五年多的实验室工作,收集了大多数实验数据。 CEMM团队由几个关键合作伙伴的支持,主要由奥地利科学院资助,然后又花了一年的时间来协调,整合和解释广泛的数据集。
结果是SLC转运蛋白的已知生物学的变革性扩展,整合了多学科实验和计算方法。他们的发现阐明了人类细胞中化学交通的复杂物流,为全世界的科学和医疗社区提供了强大的新资源。
CEMM的科学总监兼Resolute Consortium的协调员Giulio Superti-Furga说:“在历史上很难找到一个相当充足而强烈的'推动',以使知识和工具能够向单个目标阶级促进人类疾病,” CEMM的科学总监兼依然联盟协调员Giulio Superti-Furga说。 “通过这四项研究,我们希望降低转运蛋白研究的障碍,并在未来几年内促进生物医学发现的激增。”
这项努力不仅产生了广泛的科学见解,而且还产生了令人印象深刻的试剂,数据集和分析工具的令人印象深刻的武器库 - 所有这些都是通过。
Ulrrich Goldmann对数据集成的键合,最重要的结果是,我们能够用功能信息提供最多的(即使不是全部)具有功能的固定运营商,并创造了广泛的工具。现在,这项成就最终是在坚定的知识基础上最终代表一个独特的资源和真正的社区宝藏。”
Giulio Superti-furga补充说:“我们深表谢意支持创新的健康计划,IHI(以前是创新的药物倡议,IMI),欧洲制药工业和联合会,EFPIA,EFPIA,EFPIA和EURECONE COMER EU,EU,以及所有贡献的贡献的欧洲制药工业和协会联合会的合作伙伴关系,而没有一个杰出的一员,育有一个项目,陪伴着这个友好的一员。 CEMM履行了验证,注释,维护和进一步发展这个宝贵的平台的许多责任。
项目经理塔比亚·维格默(Tabea Wiedmer)在丹尼尔·拉克纳(Daniel Lackner)过早和悲惨的死亡之后接任,他强调了这项计划的协作精神:“协调如此众多科学家的研究工作是一个巨大的挑战,尤其是在库维德期间。我们不得不在各种创造性的策略中促进了各种各样的努力,但要努力努力地努力地努力地努力地进行综合的努力。
四个地标研究的主要亮点:
- SLC超家族的代谢映射:数百个SLC基因在人类细胞系中被系统地敲出或过表达,揭示了独特的代谢和基因表达特征,并确定了71个先前未表征的转运蛋白的潜在底物。SLC45A4被确定为新型多胺转运蛋白,打开新代谢角色的门。聚类分析显示功能子组SLC,包括参与渗透液平衡和糖基化的SLC-以前链接到特定SLC的功能。
- 完整的SLC Interactome:研究人员绘制了近400个SLC的蛋白质 - 蛋白质相互作用,发现了数千个新连接,并阐明了基本调节机制。具体示例,例如PDZ核蛋白在运输中的作用,或稳定中的DEGRONS,说明了在翻译后如何调节SLC。
- SLC的第一个遗传相互作用图:通过超过35,000个双重敲除实验,该团队确定了合成的致命相互作用和功能冗余,这表明了新的治疗靶标,尤其是在线粒体SLC中。SLC39A1,锌转运蛋白,在代谢重新布线和抗凋亡信号传导在癌症中。
- SLC的综合功能景观:通过将果断生成的数据与公共数据集相结合,研究人员创建了一个丰富的注释且自由访问的数据库,系统地绘制了SLC Transporter家族的生化和生物学特性。这项工作可以作为从高维,多摩变数据中系统提取和集成知识的蓝图。
解锁新的治疗机会
SLC转运蛋白与多种疾病有关,包括癌症,神经系统疾病,糖尿病和遗传代谢疾病。此外,众多药物的功效取决于它们通过特定转运蛋白遍历细胞膜的能力。
通过大大扩展对运输商的知识并提供必需工具,并坚定地为加速的治疗创新和新的精确医学方法铺平了道路。