پروتئومیکس بالا به پایین: پل زدن شکاف ژنوتیپ به فنوتیپ

در طول سه سال گذشته که شرکت های پروتئومیک شروع به عمومی شدن کرده اند، تحرکات عمده ای در بخش خصوصی رخ داده است. آنها سرمایه گذاری های عمده ای از شرکت های بزرگ سرمایه گذاری خطرپذیر و سرمایه گذاران نهادی داشته اند. اکنون ما به دولت های جهان نیاز داریم که مانند پروژه ژنوم انسانی، برای کمک به ایجاد اطلس مرجع قطعی پروتئوفرم ها در زیست شناسی انسان وارد عمل شوند.

در مورد Pittcon 2024 در سن دیگو بیشتر منتظر چه چیزی هستید؟

پروتئومیکس همچنین تأثیر عمده‌ای بر تشخیص بالینی و درمان COVID-19 داشت، به‌ویژه هنگام مطالعه سرولوژی و پاسخ‌های آنتی‌بادی بیماران یا آنتی‌بادی‌ها به عنوان درمان برای COVID-19.

دریافت کننده جایزه دستاورد کنفرانس پیتسبورگ امسال برای شما چه معنایی دارد؟

اگر به جایی از بدن خود اشاره می کنید، به پروتئین ها اشاره می کنید. تصور می‌شود که پروتئین‌ها به ویژگی‌های بیولوژیکی و بیماری‌های ما نزدیک‌تر هستند – صفات پیچیده‌تر. بنابراین، ما واقعاً باید پروتئین ها را درک کنیم تا زیست شناسی انسان را به طور کلی درک کنیم.

چگونه طیف‌سنجی جرمی مبتنی بر تبدیل فوریه بر تفسیر اندازه‌گیری‌ها در کاربردهای پروتئومی تأثیر می‌گذارد؟

اعتبار تصویر: Christoph Burgstedt/Shutterstock.com

پیتکن همچنین مکانی عالی برای جذب دانشجویان جدید بود. بسیاری از اهداف استراتژیک من به لطف بهره مندی از تعاملات چهره به چهره، چه از طریق جلسات حرفه ای و چه بیرون از منزل در یک بار در شب، محقق شدند. همه انواع تعاملات در پیتکن انجام می شود، از جمله تجارت، دانشگاهی، بین بخشی و دولتی.

همه‌گیری COVID-19 یک مورد کلاسیک بود که در آن نگرانی یک ویروس RNA بود، اما پروتئین‌های موجود کلید بودند.

به لطف پروژه ژنوم انسان، اکنون می دانیم که حدود 20300 ژن انسانی وجود دارد که پروتئین ها را کد می کنند، اما هر پروتئین می تواند به اشکال مختلف مولکولی در بدن انسان وجود داشته باشد. این اشکال پروتئینی به عنوان پروتئوفرم شناخته می شوند و از طریق پروژه پروتئوفرم انسانی، ما علاقه مند به ایجاد یک اطلس هستیم – مجموعه مرجع قطعی پروتئوفرم ها در زیست شناسی انسان.

هدف کار فعلی شما چگونه پل زدن بین ژنوتیپ ها و فنوتیپ ها است؟

تعاملات چهره به چهره بسیار مهم است، و من فکر می کنم ما این را در Pittcon 2023 در فیلادلفیا دیدیم. افراد از توانایی همکاری و برقراری ارتباط، چه در بخش خصوصی و چه در دانشگاه، انرژی می گرفتند. Pittcon یک راه زیبا برای گردآوری کارشناسان از سراسر حوزه بوده است. من شخصاً دلم برای آن تنگ شده است. همچنین باید اضافه کنم که از کار کردن بر روی Zoom خسته شده ام و معتقدم که باید طبق معمول به تجارت بازگردیم.

نمی توانستم بیشتر از این هیجان زده باشم که این جایزه به من داده شد. وقتی چند ماه پیش خبر را از برایان و کمیته جوایز دریافت کردم، کاملاً ناراحت شدم و از آن زمان بسیار هیجان زده بودم.

مزیت پروتئومیکس از بالا به پایین دقت مطلق در آنالیز مولکولی پروتئین ها است، چیزی که با تکنیک های دیگر امکان پذیر نیست.

پروتئومیکس یک رشته گسترده است که با زیست شناسی سطح پروتئین مرتبط است. به عبارت دیگر مطالعه پروتئین ها است. اگر ژنومیکس مطالعه همه ژن‌های موجود در یک ارگانیسم یا یک اکوسیستم است، پس پروتئومیکس مطالعه همه پروتئین‌ها به طور جمعی است.

تفاوت دانش به دست آمده از پروتئومیکس با ژنومیکس چیست؟ چه چیزی می توانیم از پروتئومیکس بیاموزیم که ژنومیک نمی تواند به ما بیاموزد؟

من برای اولین بار در 15 سالگی وارد علم شدم و در شرکتی به نام Weyerhaeuser، یک شرکت درخت و کاغذ در سیاتل، واشنگتن، کار کردم. در آنجا، شیمی تجزیه را کشف کردم. به عنوان یک دانش آموز دبیرستانی، یک قلع گوگرد یا چیزی که در آن زمان به نظرم می رسید، ترکیبی زرد رنگ به من دادند. به من گفتند که چهار ماه فرصت دارم تا بفهمم این ماده چیست و به نوبه خود، طیف‌سنجی و طیف‌سنجی فروسرخ را یاد گرفتم که همه این‌ها من را به سمت حرفه‌ای در طیف‌سنجی جرمی بیولوژیکی سوق داد.

پروتئومیکس چیست؟

پروتئومیکس از بالا به پایین فلسفه ای است که ما در کرنل به آن رسیدیم تا ابتدا وزن مولکولی یا ترکیب کل پروتئین را اندازه گیری کنیم و سپس آن را به صورت کنترلی به قطعات تجزیه کنیم. این برخلاف رویکردی است که در آن پروتئین ابتدا به قطعات شکسته می شود و سپس پروتئین از پایین به بالا بازسازی می شود.

منبع

ماموریت آنها حمایت و پشتیبانی از فعالیت های آموزشی و خیریه برای پیشرفت و بهره مندی از تلاش های علمی است.

در این مصاحبه که در Pittcon 2023 در فیلادلفیا، پنسیلوانیا انجام شد، با نیل کلهر، دریافت‌کننده امسال جایزه شیمی تحلیلی پیتسبورگ صحبت کردیم.

ممکن است خودتان را معرفی کنید و از سوابق حرفه ای خود بگویید؟

فکر می‌کنم سن دیگو مکانی عالی برای ادامه Pittcon 2024 است. زمین در Pittcon 2023 پر جنب و جوش بود، با شرکت‌کنندگان که به تعاملات چهره به چهره بازگشتند – این دقیقاً همان انرژی بود که ما از Pittcon قبل از COVID-19 انتظار داشتیم و به یاد داشتیم.

چرا اینقدر مهم است که مردم برای تبادل نظر و ایجاد روابط رو در رو گرد هم آیند؟

FTMS یا طیف‌سنجی جرمی تبدیل فوریه نقش فزاینده‌ای در تحقیقات بیولوژیکی، هم در پروتئومیکس و هم در متابولومیک بازی می‌کند، در حالی که برای تصویربرداری از بافت‌های بیولوژیکی برای لیپیدها، متابولیت‌های انرژی، و پروتئین‌هایی با اندازه بزرگ‌تر و همچنین برای گرفتن پروتئوفرم‌ها استفاده می‌شود.

پروتئومیکس از بالا به پایین چیست؟

با توجه به تمرکز تحقیقات زیست پزشکی، ما در حال حاضر تعداد زیادی پروتئوفرم از SARS-CoV-2، به عنوان مثال بدنام “پروتئین سنبله” را می شناسیم، و این راهی است که ما قادر به درک ویروس و داروهایی است که می توانند برای هدف قرار دادن ویروس استفاده شود. این تنها یک نمونه از تأثیر مثبت پروتئومیکس به عنوان یک رشته بر تحقیقات زیست پزشکی است.

یک ایده رو به رشد وجود دارد که پروتئین ها احتمالاً اتصال دهنده های قوی ژنوتیپ به فنوتیپ هستند، اما پروتئومیکس هنوز این پتانسیل را به طور کامل درک نکرده است. برای بستن این شکاف، پروتئومیکس از بالا به پایین ضروری است زیرا می تواند به تعیین پروتئوفرم هایی که می توانند برای اتصال ژن ها به فنوتیپ ها برای کاربردهای تحقیقاتی اولیه زیست پزشکی و ترجمه بالینی استفاده شوند، کمک کند. با این حال، این احتمالاً چند سال دیگر طول می کشد زیرا اندازه گیری پروتئوفرم یک منطقه تحقیقاتی نسبتاً کوچک است، اما به سرعت در حال رشد است.

حوزه پروتئومیکس چه تأثیری بر مطالعه COVID-19 و عامل ایجاد کننده SARS-CoV-2 داشته است؟

Pittcon بزرگترین کنفرانس سالانه برتر و نمایشگاه علوم آزمایشگاهی در جهان است. Pittcon بیش از 16000 شرکت کننده از صنعت، دانشگاه و دولت را از بیش از 90 کشور در سراسر جهان جذب می کند.