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《中国遗传学会第八次代表大会暨学术讨论会论文摘要汇编(2004-2008)》2008年
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拟南芥蛋白质相互作用网络的性质研究及其预测

蔡浩洋  闵明玮  胡函  张义正  李校  
【摘要】:蛋白质相互作用贯穿于所有的生物学过程,研究蛋白质相互作用网络不仅可以从分子水平揭示蛋白质的功能,而且对于揭示生长、发育、分化和凋亡等生命活动规律至关重要。随着大规模蛋白质相互作用检测技术的发展,已经有很多模式物种的蛋白质相互作用图谱被绘制出来,包括酵母,果蝇,线虫和人。拟南芥作为植物中的模式物种具有其他植物无法比拟的优点,虽然最近已有预测的拟南芥蛋白相互作用网络的报道,但迄今还没有进行过深入的相互作用网络分析。由于目前已有很多由小规模实验获得的拟南芥蛋白相互作用数据被存入公共数据库中,因此我们能够利用这些数据初步分析植物的网络属性。首先从这些数据库中收集了所有的蛋白相互作用数据,构建了拟南芥的蛋白质相互作用网络,该网络由3432对相互作用蛋白组成,发现拟南芥的网络依然符合 scale-free 属性。接着我们对相互作用蛋白作了深入分析,包括亚细胞定位,基因共表达,保守相互作用对分析等。通过研究相互作用在亚细胞中的富集,我们发现定位于同一个细胞器的蛋白有明显的相互作用趋势,只有细胞骨架和胞外蛋白除外。保守相互作用分析表明有15%的拟南芥相互作用与其他模式物种保守, 与人和酵母的保守相互作用分别达到了10%和6.4%。通过寻找相互作用对中共有的 Gene Ontology term,我们发现有53%的相互作用拥有共同 GO,而且很多保守的相互作用参与了基本的生物学过程,比如参与转录调控和转录起始的相互作用分别占保守相互作用的15%和 8%。值得注意的是在动物中发现了一些参与植物特有生物学过程的相互作用,但是执行的功能却完全不同,例如 AT5G15800 蛋白在人类中作为肌细胞强化因子,而在拟南芥中却参与花与胚珠的发育,这在以前的研究中还没有发现过。说明通过漫长的进化过程,一些重要的蛋白相互作用在各个物种中被保留下来,但是执行的功能却发生了很大的变化。最后,由于多功能基因组和蛋白质组学的数据集具有内在联系,这使得我们可以利用该网络图谱来预测蛋白质的相互作用。使用机器学习的方法进行预测可以避免实验费用过高的问题。我们使用贝叶斯网络整合了7种功能基因组学和蛋白组学的证据,构建了拟南芥的蛋白相互作用网络。我们已将这些数据存入公共数据库,可以进行查找和下载,网址是:http://www.plapid.org/。该网络作为蛋白质组学的重要资源,可以进一步推动蛋白质功能的研究。

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