ISB und ETH Zürich erstellen „Landkarte“ des Human-Proteoms

(20.09.2010, Pharma-Zeitung.de) SEATTLE, Washington, USA - Copyright by Business Wire - Institute for Systems Biology

– Weitere Daten aus 48 Wochen bestätigen Cobicistat als verstärkenden antiretroviralen Wirkstoff –

Das Institute for Systems Biology (ISB) in Seattle, Washington, USA und die Schweizer Eidgenössische Technische Hochschule in Zürich, Schweiz (ETH Zürich) gaben heute auf der 9. Weltkonferenz der Human Proteome Organization (HUPO) in Sydney, Australien bekannt, dass sie die erste Phase der Erstellung einer kompletten „Landkarte“ des Human-Proteoms mit Hilfe von Massenspektronomie abgeschlossen haben. Diese Daten werden der Forschung über die ISB/ETH SRMAtlas-Datenbank (www.srmatlas.org) als Teil des ISB/ETH PeptideAtlas (www.peptideatlas.org) Projekts zur Verfügung gestellt.

Die Gruppen berichten, dass sie für jedes der 20.300 Gene des Humangenoms, die aktuell als Protein-kodierend annotiert werden, mit Hilfe der Massenspektronomie ein Referenz-Massenspektrum – sozusagen einen „Goldenen Standard“ – erstellten. Mit Hilfe dieser Referenzkarte und unter Einsatz von gezielten Massenspektronomie-Techniken, z.B. Selected Reaction Monitoring (SRM), werden Forscher jegliches Humanprotein in jeglicher biologischer Probe erkennen und quantifizieren können und Daten aus den klassischen Massenspektronomie-Techniken schneller und verlässlicher analysieren können. Professor Robert Moritz, Ph.D. (ISB), Professor Dr. med. Leroy Hood, Ph.D. (ISB) und Professor Ruedi Aebersold, Ph.D. (ETH) haben gemeinsam mit ihren Teams und Partnern mehr als 150.000 SRM-Assays (Selective Reaction Monitoring), unter anderem eines für jedes der mindestens 5 proteotypischen (protein-spezifischen) Peptiten pro Protein erstellt. Zusätzlich haben sie SRM-Assays erstellt, die speziell auf alle Membran-Proteine und fast alle Proteine, die potentiell ein über eine N-Glykosyslierungsweg anhaftendes Kohlenhydrat enthalten, abzielen. Sie haben die Assays auch erweitert, um auf die Mehrzahl der Mutationen ausgetauschter Aminosäuren auf Grund der Veränderung einzelner Buchstaben im DNA-Kode der Gene (Single Nucleotide Polymorphism oder SNPs) abzuzielen, die in der menschlichen Bevölkerung von bis zu 30% vorkommen können. Insgesamt stellen diese Assays die bis heute umfangreichste, öffentlich zugängliche Ressource für die Erforschung des Human-Proteoms dar.

Einer der wichtigsten Beiträge des Humangenomprojekts war es, allen Biologen alle menschlichen Gene zur Verfügung zu stellen. In ähnlicher Weise wird dieses Human-Proteom-Projekt irgendwann allen Biologen alle Proteine zur Verfügung stellen.

Das von Prof. Robert Moritz geleitete Team bei ISB hat den Arbeitsablauf in Zusammenarbeit mit Ruedi Aebersold und dessen Team bei ETH entwickelt. Ruedi Aebersold, ein Mitbegründer von ISB und Professor der Systembiologie bei der ETH Zürich, ist gemeinsam mit Lee Hood, President von ISB, einer der mitbegründenden Projektinitiatoren des SRM Atlas-Projekts. Dr. Aebersold war ein Vorreiter der Erstellung der öffentlichen Ressourcen, die die Erforschung des Human-Proteoms mit Massenspektronomie unterstützen.

Das Projekt wurde bei ISB vom National Human Genome Research Institute des National Institutes of Health unterstützt, dass unter dem American Recovery and Reinvestment Act von 2009 eine direkte Finanzierung in Höhe von 2,7 Millionen US-Dollar bereitstellte. Das Projekt bei der ETH wurde von ERC Advanced Grant Proteomics v3.o, Förderungsnummer 233226, mit einer Finanzierung für 5 Jahre in einer Gesamtsumme von 2,4 Millionen Euro unterstützt.

Das Projekt wurde auch von zwei führenden Technologie-Unternehmen unterstützt, Agilent Technologies und AB/SCIEX, die durch Bereitstellung von Instrumenten für ISB und ETH Zürich teilnahmen, sowie Thermo-Fisher und JPT, Lieferanten für Peptide, und OriGene, einem Lieferanten für biologisches Material, der gereinigte Humanproteine zur Verfügung stellt.

Die gesamte „Landkarte“ des Human-Proteoms und S/MRM-Atlas wird Forschern mit umfangreichen Informationen und Assays zur Verfügung gestellt, um jegliches Humanprotein in jeglicher biologischen Probe zu entdecken und zu quantifizieren. Diese wichtige Entwicklung wird die Reproduzierbarkeit und Verlässlichkeit der Proteom-Forschung stark verbessern, was wiederum zu einer wesentlichen Beschleunigung der grundlegenden und translationalen Forschung führen wird. Durch den Einsatz des ISB Peptide Atlas der 10.000 bekannten Humanproteine, der 2003 von Prof. Aebersold erstellt wurde, und durch die Ergänzung dieser Informationen mit voraussagenden Algorithmen für Peptide für die restlichen Humanproteine, der durch bioinformatische Analysen von ISB-Forschern und deren Partner entwickelt wurde, konnte das Team die besten proteotypischen Peptide für einen Einsatz in SRM ableiten, wo noch keine physikalischen Daten bestehen. Der gesamte Satz beinhaltet mindestens fünf Peptide für jedes Protein. Werkzeuge werden es Forschern ermöglichen, die besten Peptid-Transitionen auszuwählen, um diese Peptide in einer komplexen Mischung einzigartig zu identifizieren.

Der Atlas wird über die SRMAtlas-Webseite veröffentlicht. Alle Informationen des Projekts werden Open Source sein.

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