基因組學、轉錄組學與系統生物學

蛋白質交互作用網絡(protein-interaction network)

蛋白質幾乎從不單打獨鬥。在細胞內部,它們不斷地彼此接觸、抓握、鬆開——組裝成機器、手把手地傳遞信號、彼此開啟和關閉。如果你給每個蛋白畫一個點,再在任意兩個發生物理交互作用的蛋白之間連一條線,你會得到一張鋪展開來的網。這張「誰碰誰」的地圖就是蛋白質交互作用網絡,而一個生物體完整的這套網絡有時被稱為它的交互作用組(interactome)。

這樣一張網絡是一個圖:節點是蛋白,邊是物理交互作用,常用酵母雙雜交(yeast two-hybrid)之類的方法、或把一個蛋白從細胞裡拉出來再用質譜鑑定它身上附著的夥伴來發現。這些網絡的形狀並不是隨機的。少數蛋白——稱為樞紐(hub)——與非常多的夥伴交互作用,坐在這張網的核心,而大多數蛋白只有寥寥幾個連接。一群彼此密集相連的蛋白往往在共同完成同一項任務——一台分子機器或一條通路——所以網絡本身的拓撲結構就承載著生物學意義。

這些網絡之所以重要,是因為它們透過「相伴關係」揭示功能:一個性質不明的蛋白若主要與 DNA 修復蛋白交互作用,那它多半也參與 DNA 修復;而擾動一個樞紐往往比擾動一個外圍蛋白破壞性大得多,這有助於解釋為什麼有些突變致死、有些則被容忍。不過誠實的告誡很尖銳。一條邊通常意味著「這兩個能夠交互作用」,而不是「它們就在這個細胞、這個時刻、這個地點這樣做了」——許多被測到的交互作用是可能性,而非正在發生的事件。資料也不完整、有雜訊,既會漏掉真實的交互作用、也會混入假的,所以一份已發表的交互作用組是一張有用的草圖,而不是一張畫完的電路圖。

如果在交互作用網絡裡,一個尚未研究的蛋白被發現與一群已知的細胞分裂蛋白緊密相連,那麼它所在的這片「鄰里」就強烈暗示它在細胞分裂中也有職責——這是一條待檢驗的線索,而不是結論。

在交互作用網絡中,一個蛋白的鄰居暗示著它的職責——是線索,而非定論。

一條邊通常意味著兩個蛋白能夠交互作用,而不是它們在某個細胞、某個時刻真的這樣做了。交互作用資料集不完整且有雜訊,既漏掉真實連接、也混入假連接。

又稱
interactomePPI network蛋白质互作网络蛋白質互作網絡