Tema

Bioinformatisk rekonstruktion av globala nätverk erbjuder genvägar till proteiners funktion

Forskare vid Stockholms Bioinformatik Centrum (SBC) har utvecklat bioinformatiska metoder för att rekonstruera globala nätverk av proteiner och gener som interagerar funktionellt med varandra. Åtta olika typer av storskalig genomisk, proteomisk, och funktionsgenomisk data har kombinerats för de hittills största rekonstruktionerna av nätverk i nio olika arter. Arbetet publiceras i juninumret av tidskriften Genome Research, och nätverken är tillgängliga för forskare och andra intresserade via en webbaserad databas.

Databasen som är framtagen av professor Erik Sonnhammers forskargrupp heter FunCoup vilket syftar på funktionell koppling mellan gener/proteiner. Denna koppling kan vara av olika karaktär – antingen direkt fysisk kontakt, medlemmar av ett komplex, eller medlemmar av en viss biologisk process. Att kartlägga biologiska processer i form av nätverk kan ses som nästa steg efter identifikation av alla gener och grundläggande klassifikation av deras biokemiska funktioner. Varje gen och protein utövar sin funktion genom interaktioner med andra molekyler, oftast andra proteiner eller gener. Det är dessa interaktioner som FunCoup kan förutsäga.

– Fördelen med att kombinera olika datatyper är att de kompletterar varandra. Alla former av experiment har specifika svagheter, men genom en kombinationsstrategi kan vi uppnå en bättre täckande totalbild, säger Erik Sonnhammer.

Även om FunCoup baseras på allmänt tillgänglig data så är det i praktiken inte möjligt för en enskild forskare att bearbeta den på det sättet som görs på SBC.

– Till exempel räknar vi fram korrelationen i proteinuttryck över hundratals experiment mellan alla proteinpar i en art. Det är cirka 200 miljoner par, bara i människa. Mängder av korrelationer och andra indikatorer analyseras sedan statistiskt för att översätta en rå signal till en enhet av funktionell koppling. En unik finess med FunCoup är att typen av koppling förutsägs, till exempel att ”medlem i komplex” är mer sannolikt än ”direkt fysisk kontakt”. Vidare kan nätverket i flera arter analyseras samtidigt för att undersöka om processen är bevarad i modellorganismer, säger Erik Sonnhammer.

I artikeln i tidskriften Genome Research visas exempel på hur FunCoup förutsäger nya gener i Alzheimer, Parkinson och cancer.

– Vi hoppas att många kommer att upptäcka nya relevanta gener för sin forskning i FunCoup. Biomedicinska forskare känner ofta till ett antal gener som är viktiga för en sjukdom, och alla resurser läggs på dessa. De borde oftare vidga perspektivet till andra gener som ligger nära i nätverket, säger Erik Sonnhammer.

Databasen med verktyg för att analysera nätverken runt valfria gener finns på http://FunCoup.sbc.su.se/

Kontaktinformation
Ytterligare information:
Erik Sonnhammer, professor i bioinformatik, Stockholms Bioinformatik Centrum, Stockholms universitet, tfn 08-55378567, 070-5586395, e-post Erik.Sonnhammer@sbc.su.se, hemsida http://sonnhammer.sbc.su.se

Bild kan laddas ner på http://www.su.se/pub/jsp/polopoly.jsp?d=6936&a=64669.

Bioinformatisk rekonstruktion av globala nätverk erbjuder genvägar till proteiners funktion

 lästid ~ 2 min