I bob. Ekspressiya va proteomika bo’yicha ma’lumotlar bazalari

1.3 Proteom xarita
Dunyoda metabolizmi bir xil bo'lgan ikkita odam yo'q. Jigar fermenti faolligidagi individual farqlar bemorning preparatga bo'lgan munosabatidagi farqlarni keltirib chiqarishi mumkin." Harrod. Ushbu so'zlarning ahamiyati, tegishliligi nuqtai nazaridan ortiqcha baholash qiyin so'nggi yutuqlar molekulyar tibbiyot. Bir qator organizmlarning, birinchi navbatda, odamlarning genomlarini o'qish postgenomik texnologiyalar davrining boshlanishini ko'rsatdi. Ular kasallikning boshlanishi va rivojlanishining molekulyar mexanizmlarini tizimli tahlil qilish imkonini beruvchi tibbiyotga sezilarli ta'sir ko'rsatdi. Ushbu mexanizmlarni bilish kasalliklarning oldini olish, diagnostika qilish va davolash bilan bog'liq masalalarni sifat jihatidan yangi tushunishga yondashish imkonini beradi. Ehtimol, tibbiyot o'z tarixida birinchi marta asrlar davomida mavjud bo'lgan patologik jarayonlarni tahlil qilishning tavsifiy amaliyotini chetlab o'tib, aniq fan maqomiga yaqinlashish imkoniyatiga ega bo'ldi. Kasallikning proteomik xaritasi - organizm faoliyatining genomik, transkripsiya, translatsiya va post-translyatsiya darajalarida miqdoriy va sifat buzilishlari shaklida kasallikning klinik ko'rinishining rivojlanishini tushunish, ya'ni. DNK, RNK, oqsillar, lipidlar, uglevodlardagi genlarning tarkibi va o'zaro ta'sirining buzilishi darajasida, shuningdek, hujayrada hosil bo'lgan va bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiluvchi metabolitlar darajasida. Shuni ta'kidlash kerakki, bunday buzilishlarning mavjudligi ko'pincha faqat patologiyaning rivojlanish ehtimolini ko'rsatadi, shuning uchun atrof-muhit omillariga ta'sir qilish orqali tegishli individual profilaktika choralari ko'rilsa, kasallikning rivojlanish ehtimolini kamaytirish mumkin. Ko'pgina kasalliklar, masalan, psoriaz, shizofreniya, qandli diabet, samarasiz gen variantlari birikmasidan kelib chiqadi, boshqacha aytganda, ular bir xil kasalliklardan emas, balki ularning turli genlarda lokalizatsiya qilingan to'plamidan kelib chiqadi. Agar bitta gendagi nuqson va patologiyaning rivojlanishi o'rtasida aniq bog'liqlik mavjud bo'lsa, uning irsiy tabiati haqida gapirish mumkin. Biroq, irsiy kasalliklar barcha kasalliklarning atigi 2-5% ni tashkil qiladi, qolganlari butun genlar ansamblining buzilishi bilan bog'liq va shuning uchun ko'plab bitta nukleotid almashinuvining individual profiliga va / yoki ekspressionning buzilishiga bog'liq. genlar guruhi. Proteomik diagnostika xaritasi: kasalliklar bilan bog'liq bo'lgan SNPlar va dorilarning farmakokinetikasi va farmakodinamikasi uchun mas'ul bo'lgan SNPlarni o'z ichiga oladi, u genomika, proteomika, lipidomika, metabolomika, sellomika, interaktomika va polimeraza zanjiri reaktsiyasining zamonaviy usullaridan foydalangan holda, xromatomatika bilimlari asosida shakllanadi. mass-spektrometriya mikroskopning zamonaviy turlari, analitik ish uchun mikrosuyuqlik va nanotexnologik yechimlar. Hozirda fuqarolik pasporti shaxsni tasdiqlovchi hujjat bo‘lib xizmat qilganidek, proteomik diagnostika kartasi shaxsni aniqlashdan tashqari, shaxsga mos turmush tarzini tanlashda ham qo‘llanilishi mumkin. Uning asosida zamonaviy tibbiyotning oltin standartini hayotga tatbiq etib, shaxsiylashtirilgan davolanishni aniqlash mumkin: har bir bemor o'z vaqtida va to'g'ri dozada o'z dori-darmonlariga ega. Molekulyar (proteomik) diagnostika onkologik kasalliklarning dastlabki bosqichlarini aniqlash va ayniqsa, uni davolash uchun juda kech bo'lgunga qadar o'zini namoyon qilmaydigan "jim saraton" ni tashxislash uchun ishonchli vositadir. Saraton kasalligini tekshirishning an'anaviy usullari biopsiyani, ya'ni to'qimalarning mikro qismini olishni o'z ichiga oladi. Biroq, diagnostika nuqtai nazaridan, yondashuv mutlaqo qabul qilinishi mumkin emas, chunki rejalashtirilgan tibbiy ko'rikning bir qismi sifatida murakkabligi va og'rig'i bilan jarrohlik operatsiyasiga o'xshash manipulyatsiyalarga rozi bo'lgan odamni tasavvur qilish qiyin. Bu shuni anglatadiki, tashxis qo'yish uchun eng qulay bo'lgan yagona biologik namuna qonni proteomik o'rganish bo'lgan va bo'ladi.Global miqyosda proteomika tanadagi barcha oqsillarni inventarizatsiya qilish bilan shug'ullanadi. Muammoning tibbiy tomoni oqsillar to'plami va kasallikning boshlanishi yoki rivojlanishi o'rtasidagi bog'liqlikni o'rnatishdir. Vazifa genomikaga o'xshaydi, bu erda kasallik va genom o'rtasidagi bog'liqlik aniqlanadi, ammo bu kattalik tartibi yanada qiyin. Gap shundaki, oqsillar genlarga qaraganda ko'proq. Ikkinchisining soni 30-40 mingga baholanadi, ammo har bir genni ko'p (200 tagacha) muqobil variantlarda o'qish mumkin, ya'ni bir hujayrada 6-8 milliongacha oqsillar bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, ma'lum bir oqsil ham bitta molekulyar nusxa ko'rinishida, ham ko'p miqdorda ifodalanishi mumkin - hujayra va biologik suyuqliklarda protein konsentratsiyasining keng doirasi mavjud. Aytish mumkinki, xuddi shunday holat DNKni tahlil qilishda rivojlanadi, ammo DNKdan farqli o'laroq, polimeraza zanjiri reaktsiyasi (PZR) jarayonida oqsillarni ishlab chiqarish mumkin emas. Ammo bu PCR genetik material bilan ishlashning barcha usullarining asosidir, chunki u ma'lum bir DNK molekulasi kontsentratsiyasini qurilmalar tomonidan qayd etilishi mumkin bo'lgan darajaga ko'tarish imkonini beradi. Binobarin, uslubiy asos Proteomika - bu asboblarning sezgirligi individual molekulalarni aniqlash imkonini beradigan yondashuv. “Inson proteomi” (“Inson genomi” loyihasining analogi) xalqaro loyihasi mavjud bo‘lib, u barcha inson oqsillarining proteomik xaritasini tuzishni rejalashtirmoqda. "Odam proteomi" loyihasining asosiy vazifalari qon plazmasi, jigar va miyaning proteomik xaritalarini tuzish, shuningdek, genomning antigen xaritasini yaratishdir. Bundan tashqari, loyiha doirasidagi maxsus qo‘mita yangi texnologiya tashabbuslarini ko‘rib chiqmoqda. Loyihaning Rossiya markazi qon plazmasi va jigarning proteomik xaritasini ishlab chiqishda ishtirok etadi va nanotexnologiya sohasida yangi yondashuvlarni faol ishlab chiqadi. Proteomik tahlil sxemasi sodda va zamonaviy massa-spektrometriya yutuqlariga asoslangan. Namuna, masalan, qon plazmasi, bemordan 1 ml dan sal ko'proq miqdorda olinadi.Shubhasiz, qon plazmasida juda ko'p turli xil oqsillar mavjud. Oqsillarni ajratish ikki o'lchovli elektroforez usuli bilan amalga oshiriladi va ikki o'lchovli elektroforegrammada har bir oqsil alohida nuqta sifatida namoyon bo'ladi. Uning intensivligi oqsillarni ifodalash darajasiga, ya'ni uning miqdoriga mos keladi. Jel tahlili individual proteoma o'zgarishlarini aniqlash va har bir nuqta uchun statistik parametrlarni baholash imkonini beradi. Keyinchalik, elektroferogrammani mos yozuvlar bilan taqqoslab, kasalliklar bilan bog'liq farqlarni aniqlash mumkin. Farqlar oqsillarni ifodalashning ko'payishi yoki kamayishi, ba'zi oqsillar bemorlarning plazmasida paydo bo'ladi, boshqalari esa yo'qolishi mumkin. Biroq, ikki o'lchovli elektroforegrammalarni tahlil qilish bosqichida, aslida, biz hali aniq oqsillar haqida emas, balki faqat dog'larning intensivligi haqida gapiramiz. Oqsilni aniqlash (aniqlash) uchun jeldan dog‘ ajratib olinadi, parchalanadi va bo‘laklar (peptidlar) massalari mass-spektrometriya yordamida aniqlanadi. Proteomik tahlil tahlil qilinadigan oqsillar soni ko'p bo'lishi bilan bog'liq bo'lgan bir qator vaqt talab qiladigan muntazam protseduralar bilan bog'liq va natijaning statistik ahamiyati uchun ko'p miqdordagi namunalar standart protokolga muvofiq qayta ishlanishi kerak. Olingan massa spektrlari oqsillarni aniqlash dasturiga o'tkaziladi. Proteinning peptid bo'laklariga mos keladigan massa spektrometrida olingan massa profili Internetdagi ixtisoslashtirilgan kompyuter ma'lumotlar bazalari orqali inson genomi oqsillari asosida qurilgan nazariy profillar bilan yozishmalarni izlash orqali uni noyob tarzda aniqlash imkonini beradi. rejimi.
Genomikdan keyingi davr rus olimlari uchun keng istiqbollarni ochib beradi - Rossiya Fanlar akademiyasining o'nga yaqin ilmiy-tadqiqot institutlari, Rossiya Tibbiyot fanlari akademiyasi, Rossiya Sog'liqni saqlash vazirligi, Rossiya Sanoat va fan vazirligi va Moskva davlat universiteti. malakali texnik xodimlarga ega kuchli apparat bazasiga ega bo'lgan ushbu yo'nalishdagi tadqiqotlarda ishtirok etmoqda, bu esa kelgusida rivojlanish uchun salohiyat mavjudligini anglatadi. Shifokor uchun kasallikning molekulyar xaritasi kasallikning aniq tashxisi, prognozi va maqsadli terapiyasining kalitidir. Tadqiqotchi uchun kasallikning molekulyar xaritasi yangi uchun asosdir kashfiyotlar.⁴