中醫(yī)藥大學(xué)的研究

■包含飛 翻譯整理■上海中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)藥信息學(xué)-標(biāo)準(zhǔn)化研究室■200032系統(tǒng)生物學(xué)與信息整合第一頁，共二十八頁。利用蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用的數(shù)據(jù)，蛋白質(zhì)配偶的特性來分類蛋白質(zhì)第二頁，共二十八頁。對2709種公開發(fā)表的酵母菌

Saccharomyces

cerevisiae的蛋白質(zhì)之間的相互作用進(jìn)行綜合分析，建立了1538種蛋白質(zhì)之間的2358種相互作用的統(tǒng)一的大型網(wǎng)絡(luò)。第三頁，共二十八頁。第四頁，共二十八頁。第五頁，共二十八頁。第六頁，共二十八頁。第七頁，共二十八頁。第八頁，共二十八頁。第九頁，共二十八頁。根據(jù)蛋白質(zhì)的相互作用的配偶的已知功能把2709種可能的功能判歸給蛋白質(zhì)。此方法正確地為72%的1393種有不止一個已知功能的配對者的特征化蛋白質(zhì)推測了一個功能種類，也用來推測364種以前的未特征化的蛋白質(zhì)的功能。第十頁，共二十八頁。

通過這種方法，網(wǎng)絡(luò)能準(zhǔn)確的推測72%的至少帶有一個特征性配對者的1393種特征性蛋白質(zhì)。第十一頁，共二十八頁。蛋白質(zhì)YNR053C從蛋白質(zhì)相互作用推測RNA處理/修飾(5/5)RNA接合(5/5)Marcotte等人的推測轉(zhuǎn)錄,細(xì)胞組建,核組建,mRNA轉(zhuǎn)錄,mRNA接合(e:3,

p:

1)BIR1CNS1YGL161C細(xì)胞周期控制(2/4)

-細(xì)胞張力(2/3)，蛋白質(zhì)折疊(2/3) 細(xì)胞組建,核組建(p:33)小泡運輸(2/3)，細(xì)胞膜融合(2/3)

---YIP3YMR322CYPR105CAIP2小泡運輸(3/3)細(xì)胞張力(3/3)小泡運輸(2/3)細(xì)胞極性(2/2)-細(xì)胞組建,碳水化合物利用,碳水化合物代謝,新陳代謝,發(fā)酵;能量(e:2,p:4)DUO1有絲分裂(2/4)-EBS1碳水化合物新陳代謝(2/5)-表1

從蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用預(yù)測蛋白質(zhì)功能與用結(jié)合算法（combinedalgorithm）預(yù)測蛋白質(zhì)功能的比較第十二頁，共二十八頁。FPR4蛋白質(zhì)合成(2/3)細(xì)胞組建，轉(zhuǎn)錄，核組建(e:1,two:2)GIP2有絲分裂(2/2)-ISA1蛋白質(zhì)合成(2/2)氮硫利用,代謝,氮硫代謝RDI1細(xì)胞極性(2/3)(p:2)G-蛋白質(zhì)(e:1)SMY2RNA接合(2/2)轉(zhuǎn)錄;細(xì)胞組建,mRNA接合,核組建，mRNA轉(zhuǎn)錄(e:1)YDR100w小泡運輸(2/2),細(xì)胞質(zhì)融合(2/2)

-YEL015WRNA處理/修飾(2/6) 轉(zhuǎn)錄;細(xì)胞組建,

mRNA接合YER079W核組建,mRNA轉(zhuǎn)錄(e:1)信號傳導(dǎo)(2/2)

-YGL096WRNA處理/修飾(2/2),RNA接合(2/2)轉(zhuǎn)錄;細(xì)胞組建,mRNA接合核組建,mRNA轉(zhuǎn)錄(e:1)YJL019W染色質(zhì)/染色體結(jié)構(gòu)(2/2)-YKR030W小泡運輸(2/2)-YLR128W細(xì)胞極性(2/4)-第十三頁，共二十八頁。YLR128W細(xì)胞極性(2/4)-YLR269C

RNA處理/修飾(2/2),RNA接合(2/2)

-YLR368W

蛋白質(zhì)衰變(2/5),氨基酸新陳代謝(2/5)-細(xì)胞周期控制(2/5)YLR435W蛋白質(zhì)合成(2/2)-YLR456WRNA處理/修飾(2/4)

RNA

處理/修飾,

mRNA轉(zhuǎn)錄,mRNA處理(e:1)YNL311C氨基酸新陳代謝(2/2)-YPL105CRNA接合(2/2)-第十四頁，共二十八頁。a根據(jù)蛋白質(zhì)相互作用推測僅列出與兩個或兩個以上的已知功能的相互作用配偶的蛋白質(zhì)，括號內(nèi)的數(shù)字為某一功能的相鄰蛋白質(zhì)數(shù)/已知功能的相互作用的配偶蛋白質(zhì)數(shù)。蛋白質(zhì)相互作用推測根據(jù)YPD分類。b有關(guān)完整的數(shù)據(jù),見附表2。c

表中Marcotte等的推測只包括”高質(zhì)量推測”,括號內(nèi)指出推測的方法(e為實驗證據(jù);p為種系發(fā)生輪廓（phylogenetic

profile）;兩個或以上方法;數(shù)字指鏈接的數(shù)量,具體內(nèi)容見Marcotte等[22],相同或相似的推測用斜體表示。Marcotte‘s預(yù)測用MIPS術(shù)語表示(2000

Nature

America

Inc.

)第十五頁，共二十八頁。酵母雙雜交技術(shù)[Gal4的DB--Gal4的AD]—→報道基因(reporter

gene)[Gal4的DB-Snf1---S2-Gal4的AD]—→報道基因(reportergene)圖***“-”：結(jié)合作用，“---”：相互作用，“—→

”：激活基因的轉(zhuǎn)錄與表達(dá)作用。第十六頁，共二十八頁。{[上游調(diào)控區(qū)引入GAL1序列]^LacZ}>酵母染色體URA3位GAL1序列受Gal4蛋白調(diào)控轉(zhuǎn)化了Snf1融合表達(dá)載體和Snf2融合表達(dá)載體酵母的GAL4基因和GAL80基因(Gal80是Gal4的負(fù)調(diào)控因子)被缺失[Gal4的DB-Snf1---Snf2-Gal4的AD]—→報道基因(LacZ)表達(dá)β-半乳糖苷酶圖***“-”：結(jié)合作用，“---”：相互作用，“—→”：激活基因的轉(zhuǎn)錄與表達(dá)作用，“>”把基因被整合到酵母染色體上；“∧”：為…上游調(diào)第十七頁，共二十八頁。（1）“父親”BD與“母親”AD感情危機；（2）“父親”BD與“母親”AD不愿直接溝通；（3）“父親”BD與“兒子”Snf1在同一載體，“母親”AD與“女兒”Snf2在同一載體；（4）通過姐妹之親情重新結(jié)合為家庭：“父 親”BD-“兒子”Snf1--“女兒”Snf2-“母 親”AD，再次發(fā)揮家庭功能（報告蛋白質(zhì)）。第十八頁，共二十八頁。上海中醫(yī)藥大學(xué)的醫(yī)學(xué)知識整合研究第十九頁，共二十八頁。

我們?nèi)祟惏殃P(guān)于人體的科學(xué)分為量子生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物物理學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞學(xué)、組織學(xué)、解剖學(xué)、生理學(xué)、免疫學(xué)、遺傳學(xué)……大自然并沒有這樣做，大自然把一切都有條不紊地融為一體，把無數(shù)機制、無數(shù)元素（我們將不斷地越來越多把它們細(xì)分）聯(lián)成一個完美的網(wǎng)絡(luò)。

因此，我們試圖把所有的生物醫(yī)學(xué)知識重新連接或整合起來也許是順從了大自然的意志。第二十頁，共二十八頁。

提出醫(yī)學(xué)知識整合問題，一方面出于我們對世界的整體性本質(zhì)的理解，出于對人類認(rèn)知事業(yè)的自然歸結(jié)的理解，即對人類認(rèn)知活動的本義的理解。令人擔(dān)憂的是這種整體性本質(zhì)在當(dāng)今崇尚“拆零”的還原論者眼中已不復(fù)存在。

另一方面出于一種責(zé)任，試圖提醒人們在醫(yī)學(xué)知識中就事論事地或在越來越狹窄的領(lǐng)域中理解和考慮問題是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

提醒人們應(yīng)該時刻以整合的眼光來看生命系統(tǒng)，提醒人們這么一個事實，即對生命系統(tǒng)的了解我們也許僅僅相當(dāng)于一個小學(xué)生。第二十一頁，共二十八頁。醫(yī)學(xué)知識整合研究可謂“生逢其時”。我們知道，人類基因組工程對人類基因組全體基因的測序剛完成不久。

作為人類科學(xué)史上一個偉大工程，人類基因組工程對生命科學(xué)作出了莫大貢獻(xiàn)。但有人借此而提出的“一個基因一個病”這種極端還原論觀點卻受到了嚴(yán)重挫折。但從另一方面，這一挫折卻使科學(xué)家們更清醒地認(rèn)識到，由一個一個基因、一個一個蛋白質(zhì)（或酶）提供給我們的信息和理解是有限的，我們必須從眾多基因眾多蛋白質(zhì)之間的復(fù)雜的關(guān)系（網(wǎng)）中尋找關(guān)于生命和疾病的真諦。

于是形形式式的生物調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)、蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)、“蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)整合”、“藥物本體整合”、“生物化反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)”、“多個獨立研究的醫(yī)學(xué)證據(jù)統(tǒng)計學(xué)整合”(指循證醫(yī)學(xué)的meta-分析)等新的生物醫(yī)學(xué)整合研究不斷涌現(xiàn)、層出不窮。第二十二頁，共二十八頁。有朋自遠(yuǎn)方來，不亦樂乎第二十三頁，共二十八頁。僅在短短的十多年前，即上一世紀(jì)80年代末，當(dāng)時筆者提出醫(yī)學(xué)知識模擬、運算和整合新研究時，很有形單影只之感，處境相當(dāng)孤獨，為尋找單詞“整合”的英文對應(yīng)詞“integration”也化了不少功夫。因為當(dāng)時“整合”一詞在科學(xué)領(lǐng)域中還是相當(dāng)冷僻的詞。然而彈指之間，“整合”之花已躍然成勢。第二十四頁，共二十八頁。

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