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Nature重要成果:大型致癌病毒-人類相互作用圖譜

日期:2012-07-27 08:40:36

新興的外顯子組和完整基因組測序工作鑒別出了大量與癌癥易感體質相關的生殖系變異,并記錄了數以千計的體細胞基因組變異。癌癥相關的基因組變異目錄需要功能性信息來注釋它們在腫瘤形成中的作用。鑒于這些基因組方法揭示了龐大數量的癌癥相關基因組變異,鑒別出特異的致癌基因仍是一個挑戰。

 

由美國達納法癌癥研究所科學家們領導的一個研究小組利用一種系統整合渠道對由四種功能相關,但生物學上各異的DNA腫瘤病毒家族成員編碼的單個基因產物誘導的全基因組范圍宿主相互作用組(interactome)及轉錄組網絡干擾狀況進行了調查。相關論文發表在718日的《自然》(Nature)雜志上。

 

二元相互作用組網絡

 

為了繪制病毒與宿主蛋白之間全基因組范圍的二元物理相互作用圖譜,研究人員采用了一種嚴格施行的酵母雙雜交(Y2H)系統,對123個病毒ORFs與約13,000個人類ORFs進行了篩查,由此獲得的病毒-宿主二元相互作用組涉及了53種病毒蛋白與307種人類靶蛋白之間454種驗證二元相互作用。

 

共復雜相互作用網絡

 

為了繪制病毒蛋白與宿主蛋白組之間全基因組范圍共復雜關聯,研究人員在質譜法(TAP-MS)之后采用了一種串聯親和純化方案。為了進行TAP-MS,研究人員生成了每種病毒ORF與串聯表位標記融合的的表達載體,然后將每種表達載體導入到IMR90正常人類二倍體纖維母細胞中。兩個獨立的TAP-MS實驗交集生成了3,787個可重復繪制的病毒-宿主共復雜關聯,涉及了54種病毒蛋白和1,079個明確確定宿主基因產物。

 

轉錄組圖譜

 

為了在全基因組范圍內鑒定病毒誘導的轉錄干擾的特征,研究人員對TAP標記的病毒ORF表達IMR90細胞性進行了微陣列分析,對顯著宿主基因表達改變進行了評分。為了確定這套病毒蛋白之間共同的宿主轉錄干擾模式,采用基于模型的聚簇分析構建了最常見混亂宿主基因簇,鑒別出了31個由5個以上基因組成的基因簇。

 

將這三個全基因組病毒干擾數據集整合到一起指出了多種癌癥中的偏差信號通路。一個特異的例子就是Notch信號通路,在基因組渠道中測試的所有4種病毒組編碼生成的多個病毒蛋白均顯著靶向了這一信號通路。異常的Notch信號在人類癌癥中或是發揮致癌作用或是發揮抑癌作用,因此研究人員揭示的病毒對Notch信號的干擾突顯了Notch信號有可能在疾病中出錯的假說。采用實驗追蹤其中一種假說,研究人員累積了證據支持暫時的觀察結果表明發病機制中存在Notch信號一個組成元件MAML1的突變。

 

現在所有通過這一渠道累積的數據集組全部開放供大眾獲取。

 


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