18 мая 2008 г.

Какого размера у вас интерактом?

Листая биологические статьи, увидел новое для себя слово -- интерактом (ударение на последний слог). Это слово построено по аналогии с геномом (совокупностью генов), протеомом (совокупностью белков) и обозначает сеть белковых взаимодействий друг с другом (от англ. interaction -- взаимодействие). Наука, изучающая интерактом, называется интерактомика (см. также википроект Interactomics.org).

Статья, в которой мне встретилось это слово (M.P.H.Stumpf et al., Estimating the size of the human interactome, PNAS, vol.105, 6959-6964, 13 May 2008), посвящена попытке связать сложность организма с размером интерактома. Полный текст статьи можно найти на страничке одного из авторов.

Когда-то давно считалось само собой разумеющимся, что у более сложного и эволюционно продвинутого организма должно быть намного больше генов, чем у простых организмов. Однако результаты проектов по секвенированию ДНК человека и других животных показали, что это не так. У таких разных организмов, как круглый червь С. elegans, дрозофила, рис и человек, количество генов оказалось примерно одинаковым -- 20-30 тысяч.

Кстати, если кто хочет покопаться в человеческих генах -- вот ссылочка.

Попытки связать протеом со сложностью организма тоже оказались не очень успешными. Возник вопрос: какая же величина тогда коррелирует со сложностью организма, и существует ли такая величина вообще?

В данной статье в качестве такой величины предлагается сложность белковой сети, т.е. размер интерактома. Для человека авторы насчитали 670 +/- 50 тысяч белок-белковых взаимодействий, для червя в три раза меньше, а для дрозофилы -- в десять раз меньше, чем у человека. Такое различие между интерактомами может показаться не очень большим, но это в любом случае лучше, чем для генома или протеома.


На графике показаны основные результаты статьи: оценка размера интерактома супротив размера протеома для разных организмов.

Вообще, эта работа интересна с точки зрения не только биологии, но и статистики (ну или же теории графов). Дело в том, что исчерпывающих данных по всевозможным взаимодействиям между белками пока нет. Поэтому главная трудность состояла в том, чтобы, зная сложность подсети, научиться оценивать сложность всей сети белковых взаимодействий. Насколько успешно получилось у автором решить эту задачу, лучше пусть прокомментируют специалисты.

PS Мне кажется, что если эта работа будет освещаться в СМИ, то типичный заголовок, наверно будет -- "Ученые доказали, что человек устроен всего лишь в три раза сложнее червя".

6 комментариев:

  1. Я к сожалению довольно плохо читаю по-английски, но любопытно. Расскажите, если не сложно, как оценивают сложность белковой сети и что собственно понимается под белковыми взаимодействиями?

    ОтветитьУдалить
  2. Сложность любой сети определяется многими вещами -- например, количеством связей, исходящих из каждого узла, длиной типичных циклов в сети, средним расстоянием между произвольными узлами и т.д. Что именно используется для белковой сети, я в деталях не знаю; наверняка в сети найдется информация и на русском языке.

    Под белковыми взаимодействиями понимается взаимодействие одного белка с другим. :) Ну например превращение внеклеточных сигналов во внутриклеточные. Но опять же, Вы лучше поищите в сети обзоры.

    ОтветитьУдалить
  3. Действительно. Сейчас я поискал, еще есть, оказывается, метаболом, физиом и куча других омов, в том числе и омеом :). Правда, возникает вопрос: поддаются ли эти омы такому же осмысленном количественному описанию.

    ОтветитьУдалить
  4. Анонимный26/2/11 16:18

    точки на графике неплохо ложатся на параболу.
    из N белков можно составить N*(N-1)/2 взаимодействий, открыли биологи...
    авторы очевидно заслуживат нобелевку.
    блин, и чем же квадрат количества белков "лучше", чем само количество белков?

    ОтветитьУдалить

  5. Хорошей меры развития (как и объяснения его цикличности) до сих пор нет. Мне кажется, ответы на эти вопросы можно найти при формализованном описании процедуры разделения функций как основы прогрессивного развития многоклеточности. Если интересно, см. статью на эту тему:
    Савостьянов Г. А. Теоретический анализ и формализованное описание разделения труда как одного из инвариантов развития сообществ различной природы. // Эволюция: Аспекты современного эволюционизма. Отв. ред. Л.Е. Гринин, А.В. Коротаев, А.В. Марков. М. Книжный дом "ЛИБРОКОМ", 2012, С. 48-85.

    ОтветитьУдалить