Президиум на Руската академия на науките Протеомиката като изследване на протеиновата машина на тялото
На заседанието на Президиума на Руската академия на науките на 17 май 2016 г. акад. Александър Иванович Арчаков изнесе научен доклад „Международният проект „Протеом на човека“ и участието на български учени в него“. Тази програма за човешки протеом е логично продължение на програмата за човешкия геном, която бившият президент на САЩ Бил Клинтън нарече периодична таблица за биология и медицина. (България не участва в Програмата за човешкия геном.) В идеалния случай програмата за човешкия протеом трябва да идентифицира всички протеини, кодирани в генома.
Според образното сравнение на говорещия, геномът е скица на определена структура, транскриптомът е нейният план, а протеомът е самата структура. Самият ген е носител на информация.
Протеинът е работещата молекулярна машина, която изпълнява почти всички функции в тялото. В момента много експерти се съмняват, че пълното разчитане на човешкия геном само ще реши всички проблеми на медицината. Ключът към диагностиката и лечението на човешките заболявания се крие в идентифицирането на протеинови фактори, които определят нарушенията във функционирането на тялото и установяването на съответствието на тези протеини с определени гени и функцията на тяхната експресия.
Български учени изразиха намерение да участват в международния проект "Човешки протеом". В същото време страната ни е една от шестте първи страни-организатори на този проект, който официално стартира през 2010 г. (Не е много ясно как се случи)
Крайната цел на проекта Human Proteome се смята от редица световни експерти за идентифициране на всички протеини, кодирани в генома. Все още не знаем кои гени в генома кодират много протеини: няма доказателства за транслация на 8000 гена и слабиима доказателства за 5000 гена. Освен това във всеки организъм има голямо разнообразие от различни модифицирани протеини. Според лектора в човешкото тяло, като се вземат предвид модифицираните форми, едновременно присъстват около 6 милиона протеини.
Протеомните технологии, лежащи в основата на протеомиката, са обект на специални дискусии сред специалистите. Когато идентифицирате протеини в тялото и търсите съответствие между пептиди и гени, трябва да сте сигурни, че това идентифициране е правилно. Тестовете показват добра точност на масспектрометрията в процеса на идентификация. Успехът на проекта Human Proteome ще се определя от броя на протеините, за които е известно, че висококачествените спектри потвърждават протеиновата експресия на ниво протеом. След това, следвайки генно-центричната концепция, трябва да се установи съответствие между пептиди и гени.
Развитието на основните концепции на протеомиката е една от най-важните задачи на началния етап на проекта. Лекторът предложи следните параметри за количествено определяне на протеома:
- „ширина“ е броят на видовете протеини, както модифицирани, така и не модифицирани в пробата;
- “дълбочина” е броят на копията на всяка протеинова молекула в пробата;
Размерът на протеома е комбинация от ширина и дълбочина, а самият протеом на даден организъм е съзвездие от протеомите на неговите органи и тъкани.
От гледна точка на много експерти кръвната плазма е представителна колекция от протеинови молекули. Техният брой обаче все още е неизвестен - само "висококопийните" протеини на кръвната плазма, според лектора, са идентифицирани около 2000. От количествена гледна точка концентрацията на протеин в кръвната плазма зависи от динамичния отговор на тялотовърху околната среда.
Към днешна дата в проекта участват повече от 20 страни (САЩ, Канада, Корея, Китай и др.), Чиито усилия са насочени към измерване на протеини, кодирани от 25 човешки хромозоми (22 соматични, 2 полови хромозоми - X и Y и митохондриалната хромозома). Българските учени избраха 18-та човешка хромозома (286 гена) за основен обект на идентифициране на генно-протеиновото съответствие в международния проект, като си поставиха за задача да определят размера на хромозомния протеом в три вида биологичен материал - човешки чернодробни клетки, HepG2 клетъчна линия на хепатоцелуларен карцином и кръвна плазма.
Систематичното картографиране на протеома е от голямо значение за решаването на проблемите на клиничната медицина. Тези данни могат впоследствие да се използват при създаването и проверката на биомаркери за различни заболявания.
На заседанието на Президиума бяха разгледани и редица организационни въпроси.