Niewielka grupa naukowców ogłosiła niezwykle ambitny plan skatalogowania i opisania wszystkich białek ludzkiego organizmu. W ten sposób narodził się Projekt Poznania Proteomu Człowieka (ang. Human Proteome Project). Koszty tego przedsięwzięcia są wstępnie szacowane na miliard dolarów, a czas jego realizacji na przynajmniej dekadę. Powstaje pytanie, czy badacze są w stanie zgromadzić tyle środków.
Aby stworzyć technologię, która pozwoli zrozumieć funkcjonowanie organizmów na każdym etapie złożoności, należy zgromadzić wszystkie makrocząsteczki danego systemu, komórki, tkanki czy organu oraz ogromną ilość danych na temat organizmu ludzkiego, połączyć tryliony węzłów za pomocą specjalnie zaprojektowanych algorytmów i znaleźć sposób przetwarzania kolejnych informacji. Na szczęście nie tylko biologia systemów potrzebuje technologii do opisu organizacji życia. Efektywne projektowanie nowych celów dla leków i odkrywania biomarkerów chorób wymaga również analizy danych systemowych. Pilne potrzeby diagnostyki i terapii są na tyle duże, że mogą doprowadzić do zaangażowania międzynarodowych projektów, w których będzie brało udział wiele laboratoriów z całego świata.
Projekt Ludzkiego Proteomu jest w przygotowaniu. Jego celem jest zdobycie pełnej wiedzy na temat ludzkiego proteomu ujawniającej które białka są obecnee w jakiej tkance, gdzie w komórce jest zlokalizowane każde z tych białek i które białka wchodzą ze sobą w interakcje. Należy jednak pamiętać, że zaledwie 21 tys. genów koduje milion różnych białek i jak na razie nie potrafimy ustalić, które typy komórek w danej tkance produkują jakie białka.
W ramach Projektu Ludzkiego Proteomu planuje się zastosowanie trzech różnych podejść eksperymentalnych. Pierwsze, spektrometria mas ma służyć do identyfikacji białek i ich ilości w próbkach tkanek; druga to tworzenie przeciwciał dla każdego białka i ich wykorzystanie do pokazania lokalizacji białek w tkankach i komórkach oraz wykorzystanie wiedzy o systemach do identyfikacji które białka wchodzą ze sobą w interakcje w kompleksach. Projekt będzie także wymagał dużego zaangażowania bioinformatyki w celu zbierania, organizowania i udostępniania zebranych danych.
W ramach wstępnej, pilotażowej części projektu planowane jest przeanalizowanie i opisanie wszystkich białek kodowanych na chromosomie 21 przez 3 lata. W kolejnych 10 latach ma następić dokończenie całego projektu. Chromosom 21 jest najmniejszy i zawiera między 200 a 400 genów, tak więc wstępne analizy ujawnią dane o setkach białek. Alternatywą jest rozpoczęcie od ludzkiego mitochondrialnego proteomu, który stanowi około 1000-1500 białek, czyli co najmniej 3 razy tyle, co dla chromosomu 21. Zastosowanie białek mitochondrialnych lub z błony komórkowej może ujawnić cenne dane biologiczne oraz związane z procesami chorobowymi.
Joanna Kasprzak (Czwojdrak)
źródło: Nature News, “Biologists initiate plan to map human proteome”
