《基於蛋白質起源的蛋白質相互作用網路演化機制的研究》是依託蘇州大學，由張文宇擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於蛋白質起源的蛋白質相互作用網路演化機制的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張文宇
- 依託單位：蘇州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
細胞內的各種重要的生理過程都是以蛋白質間的相互作用為紐帶，並形成網路。因而，研究蛋白質互作網路的形成過程對我們理解生命活動的起源，組織及發展機制具有至關重要的意義。大量蛋白質互作數據的湧現以及計算演化生物學技術的成熟，使得從全基因組層次上研究蛋白質互作網路的形成機製成為了可能。本項目中，我們擬從蛋白質起源的角度來探索蛋白質互作網路的形成過程。首先，我們將研究蛋白質年齡和各種網路參量之間的關聯性，並探索促成兩者之間關聯性的潛在生物學機制。其次，我們將研究蛋白質起源機制和各種網路參量的相關性，並與蛋白質年齡結合，來探索兩者如何共同影響蛋白質互作網路的形成。最後，我們將系統地檢驗現有蛋白質互作網路演化模型的生物學相關性，之後通過引入新的演化參數對現有的網路演化模型進一步最佳化。我們的工作將進一步為蛋白質互作網路的演化研究開闢新的思路，並為演化生物學和功能基因組學的理論和方法的探索研究打開新的視窗。
結題摘要
眾所周知，蛋白質是生命的物質基礎和生命活動的主要執行者。然而蛋白質分子並非單獨執行其生物功能，而是通過彼此之間相互作用形成的複雜網路來實現細胞內各種複雜重要的生理過程。因而，研究蛋白質互作網路的形成過程對我們理解生命活動的起源，組織及發展機制具有至關重要的意義。隨著越來越多的蛋白質互作關係的測定，以及複雜網路理論的不斷成熟，為蛋白質互作網路的研究帶來了新的發展機遇。在本項目中，我們選擇了蛋白質起源作為切入點，運用演化生物學的理論來研究蛋白質互作網路的形成機制。我們首先通過利用蛋白質起源鑑定手段，為蛋白質互作網路的蛋白節點賦予年齡和起源機制屬性，然後運用網路分析工具計算了各個蛋白質節點的網路拓撲參量。通過結合蛋白年齡和其網路拓撲參量分析，我們發現相比年老蛋白，年輕蛋白往往具有較少連線，處於網路的邊緣位置，說明網路連線的獲得是一個隨著蛋白年齡增長的逐步過程。通過結合蛋白起源機制和其網路拓撲參量分析，我們發現相對於從頭起源蛋白，通過複製方式而來的蛋白往往具有更多連結，而且與其母蛋白具有較高比例的重複連結，說明複製產生的新蛋白可以從母蛋白中繼承網路連線關係，但同時也在不斷演化獲取新的連線。最後，通過使用上述分析中的參數，我們構建了蛋白質互作網路演化的計算模擬模型，所模擬的網路結果與實驗測定的網路數據在網路拓撲結構上高度吻合。我們的工作以一種全新的視角對蛋白質互作網路的演化形成過程進行了全面的研究，從而為演化生物學和功能基因組學的理論和方法的探索提供了新的研究思路。
