Network analysis and protein function prediction


Project leader


Funding source

Swedish Research Council - Vetenskapsrådet (VR)


Project Details

Start date: 01/01/2012
End date: 31/12/2014
Funding: 2100000 SEK


Description

Efter genomsekvenseringsprojekten har stora resurser satsats på att utröna all geners funktion, s.k. funktionsgenomik. Detta innefattar t.ex. storskalig uppmätning av genuttryck, protein interaktioner, och proteinförekomst i vävnader, celler eller i organeller. En vision är att man med hjälp av tillräckligt mycket information of geners och proteiners förekomst och samspel ska kunna förstå hur ett levande system fungerar. Denna vetenskap kallas systembiologi, och bygger på rekonstruktion av nätverk som beskriver hur alla komponenter i en cell är funktionellt relaterade till varandra. Mycket funktionsgenomisk data har tagits fram för modellorganismer, och det behövs beräkningsmetoder för att kunna utnyttja denna data till att förstå humana geners funktion. För att maximalt kunna dra nytta av funktionsgenomisk data vill man använda information från olika arter på ett integrerat sätt, så att oberoende observationer kan styrka varandra. Tack vare metoder för kartläggning av ortologer som forskargruppen utvecklat, kan funktionellt motsvarande gener i olika arter förutsägas, och funktionell information i lägre arter föras över till människa. Funktionsgenomiska data kan användas för att upptäcka huruvida två gener ter sig funktionellt kopplade till varandra. En sådan koppling kan vara antingen direkt, dvs att de har fysisk kontakt med varandra, eller att de är indirekt kopplade via intermediärer. Av speciellt intresse är att upptäcka kopplingen mellan gener som är kända att vara inblandade i sjukdomsförlopp. En funktionellt kopplad gen skulle kunna användas för att utveckla nya terapier för samma sjukdom, om den kopplade genen är lättare att påverka med läkemedel. Samspelet mellan proteinerna som generna koderar är resultatet av hundratals miljoner års evolution, och om detta samspel störs, t.ex. genom en mutation, kan sjukdomar uppstå. I dagsläget vet vi nästan ingenting om funktionen för mer än hälften av alla gener, och för resten vet vi ofta endast generella biokemiska egenskaper men inte var i kroppen de agerar eller med exakt vilka andra molekyler de interagerar. För att snabbt kartlägga humana geners fysiologiska funktion kan man dra nytta av s.k. modellorganismer, t.ex. mus, råtta, bananflugan Drosophila melanogaster, eller rundmasken Caenorhabditis elegans. Eftersom människan har ett gemensamt ursprung med dessa arter, har vi även mycket gemensamt på gennivå. Även om det är över 500 miljoner år sedan vi förgrenade oss från insekter och maskar så finns många genfunktioner bevarade. Gener i olika arter som härstammar från en och samma gen i den senaste anfadern kallas ortologer. Sådana gener har ofta kvar den ursprungliga funktionen, och om funktionen upptäcks i en art förutsäger det funktionen mycket precist av ortologa gener i andra arter. Projektets syfte är att generera högkvalitativa modeller av mänskliga genregleringssystem i cancer pathways som studeras av våra samarbetspartners. Den nya tekniken som föreslås här kommer att generera hypoteser för cancerframkallande gener som ska valideras experimentellt. Resultaten kommer att vara värdefull för klinisk forskning och tillämpningar, inklusive att identifiera biomarkörer för att förutsäga risk och läkemedelsrespons, samt identifiering av optimala terapeutiska måltavlor. De flesta nya läkemedel fallerar under kliniska prövningar på grund av bristande klinisk effekt. Med våra modeller kan vi identifiera avgörande komponenter i reglersystemet som är mer sannolika att vara effektiva terapeutiska mål och därför generera framgångsrika läkemedelsbehandlingar. Resultaten kommer att befrämja biomedicinsk och grundläggande biologisk forskning både inom akademiska institut och inom den nya farmaceutiska industrin systems medicine. Projektet kommer att göra alla resultat tillgängliga och sökbara via internet för andra forskare.

Last updated on 2017-31-03 at 12:56

Share link