Alec
5 years ago @Edit 5 years ago
今天例會輕鬆交代過去(雖然事情還沒做完),所以來科普一下什麼是virus interactome,病毒蛋白質交互作用圖譜吧。後面舉的例子,就是現在最流行的SARS-CoV-2 = COVID-19 = 武漢肺炎病毒 = 新型冠狀病毒。

先來段沒有中文字幕的影片,2012年ISMB 2012研討會上,介紹怎樣透過3D蛋白質交互作用圖譜網路,來了解人類疾病。
Understanding human disease through 3D protein inter...
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Alec
5 years ago @Edit 5 years ago
20世紀末,隨著基因定序技術的發展,學術界想了解人類基因對各種疾病及人類特徵的影響,1984年起規劃Human Genome Project,人類基因組計畫,試圖完整定序人類基因。HGP在1990年正式執行,到2003年宣告完成。
National Human Genome Research Institute Home | NHGR...

基因的英文是gene,genome這個詞是基因的字根gen加上ome這個字尾,在中國翻譯做基因組,在台灣中研院習慣翻譯做基因體,所以後面遇上xx加上ome字尾的詞,通常翻譯做xx 體。但是一字多義,基因圖譜寫短一點也是genome,所以以下為了順口跟節省字數,有些xx-ome也會翻作xx圖譜。
Alec
5 years ago @Edit 5 years ago
有了人類基因圖譜後,學界發現,這樣只是個基因的靜態呈現,我們還需要知道這些基因會製造哪些蛋白質,才能更進一步了解它們有怎樣的影響。

蛋白質是protein,蛋白質體就是prote-ome。所以接著有Human Proteome Project,人類蛋白質體計畫。這是2009/2010/2011年在人類蛋白質體大會連續開了幾次會後,因為規模太大,不同國家分頭分領域進行合作研究的計畫。
HUPO - Home

HUPO八分鐘簡介影片
Human Proteome Project
Alec
5 years ago @Edit 5 years ago
但是人類蛋白質體計畫做一做,大家又發現說這樣還是不夠了解許多疾病的來龍去脈。不同蛋白質之間有各種交互作用,大家希望知道他們之間的互動關係。於是有了interactome這個詞被發明出來,字首來自interaction,交互作用、互動關係,字尾ome就不用再說了。

所以有了噗首那段2012年的介紹影片,也當然有一個人類蛋白質交互作用圖譜計畫:
HuRI | Home
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Alec
5 years ago
簡單帶過發展過程後,就可以來講今天的主題故事,來自舊金山紀事報SF Chronicle的報導。
Cracking the coronavirus: How UCSF scientists raced ...
Alec
5 years ago @Edit 5 years ago
這故事在講加州大學舊金山分校UCSF的Nevan Krogan如何與時間賽跑,籌錢糾集一大群人在UCSF的實驗室關閉之前,從數位化的病毒基因序列做實驗生出病毒基因各片段分頭製造的病毒蛋白質,用質譜儀跟其他實驗器材把人類細胞及COVID-19之間所有有交互作用的蛋白質作用關係找出來,做成virus interactome ,病毒交互作用體,白話說來就是病毒蛋白質交互作用圖譜。

有了這些蛋白質交互作用的脈絡,更多人投入幫忙找尋會影響這些蛋白質的已知藥物跟化合物,然後大家分頭做實驗,驗證這些東西對抑制病毒複製有多大效果。最有效的幾種,在試管裡抑制COVID-19病毒複製的效力比remdesivir強幾十倍,但是副作用更少。
Alec
5 years ago
Nevan Krogan覺得,如果這回大家可以集合起來一起這樣對付COVID-19,當然也可以把這個作業模式正規化、常態化,把其他各種病毒與人類細胞的所有交互作用圖譜一一找出來。以後大家就不用盲人摸象了。

至於他找出這些交互作用的方法,也算別出心裁:
他有了病毒的基因圖譜後,實驗做出病毒各段基因產生的蛋白質,把這些蛋白質分別當成吊鉤,放到人類細胞組成蛋白質的池子中,看病毒的蛋白質能釣出哪些人類細胞內的蛋白質,再把釣出來的蛋白質送去質譜儀分析,看有哪些東西會跟哪個病毒的蛋白質起交互作用。

又為了避免誤差,他跟Google跑map & reduce一樣,一組樣本有另外兩個備份,同時用三台質譜儀一起打,確保分析結果的可靠度。
Alec
5 years ago
他論文發在
A SARS-CoV-2 protein interaction map reveals targets...

有了這些資料,就能系統化調查這個病毒跟人體哪個部位的互動關係緊密度: https://images.plurk.com/599U1JMVAslrpxytLAK1VA.jpg

與病毒蛋白質互動緊密的器官排行,第一當然是肺,但是第二是睪丸,所以傳說中的武漢肺炎有機會產生睪丸炎似乎不是沒有可能。😆

以下依序是輸卵管、腎上腺、甲狀腺、扁桃腺、胎盤、十二指腸、唾腺、小腸、子宮內膜、腦、心臟、攝護腺、胰臟、肝。

沒看到鼻子,不太確定是他們沒驗到或沒影響。有交互作用不見得保證會發炎或出什麼人類免疫系統無法抑制的毛病,不過在證據另外證明一定不會有事前,總是有個風險在。

唾腺如果壞了,當然吃東西嚐不到味道啦。
Alec
5 years ago @Edit 5 years ago
總之,Nevan Krogan跟他揪來的一夥人,靠著各家矽谷創投給的錢,正在計畫臨床實驗其他比remdesivir在試管中能更有效抑制這病毒複製的藥物/化合物。

其中有一種天然人類女性賀爾蒙,所以這可能也能解釋為什麼這個病的男性死亡率比女性死亡率大上許多。
Alec
5 years ago
總之,我們可以期待一下,看看這個疫情被科學征服後,其他會感染人類的病毒造成的疾病是不是也可以被這樣機制科學對付。

就用山中伸彌教授的格言來做結尾好了:
人間萬事塞翁失馬。
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