网络生物学展现了模式植物拟南芥中的病原体靶标

网络整理 2019-04-16 13:04

研究小组发明,拟南芥彼此浸染组中的大型中心仅占病原体效应卵白靶标的6.5%,这使得它成为利用网络生物学判断方针的有限要领。可是,当研究人员应用一种称为加权k-shell解析的要领来识别最佳“信息流传者”时,雷同于最近对社交网络的阐明,k-shell解析内部层中的拟南芥卵白质节点发明率为33%对付病原体效应物靶标。

伯明翰阿拉巴马大学的Shahid Mukhtar博士及其同事在与奥地利维也纳格雷戈尔孟德尔研究所的研究人员的相助研究中办理了这些问题。操作系统生物学,他们乐成地判断了着花植物拟南芥中植物病原体的先前未知的卵白质靶标,回收了一些用于阐明社会网络或生物网络的沟通要领。他们说,他们的理论框架可以辅佐阐明物种之间的其他彼此浸染,展现病原体打仗点。

为了测试这一点,他们然后查察了一个不相关的网络,即细胞外貌的彼此浸染。这些细胞外貌卵白质使植物可以或许感知它们周围的情况。k-shell阐明预测这些细胞外貌卵白中的35种是最有影响力的信息流传者。当测试细胞外貌卵白的内部部门与来自细菌病原体丁香假单胞菌的效应卵白的彼此浸染时,研究人员可以或许判断出7个先前未知的效应靶,发明率为40%。

雷同地,对付生物学,破解生态系统中的网络架构或生命形式的细胞内的大分子可以辅佐发明这些巨大系统中的新组件,并提供生物学看法和可测试的假设。

因此,k-shell解析阐明高出了效应靶标发明的其他中心怀抱。

在Nature Communications上颁发的一项研究中,UAB艺术与科学学院生物系助理传授Mukhtar与UAB和Gregor Mendel研究所的同事一起阐明白两种差异的彼此浸染组。第一个是模仿植物拟南芥(A. thaliana)叶细胞内卵白质的全球卵白质彼此浸染组,称为拟南芥(Arabidopsis)彼此浸染组。他们还阐明白另一种更具特异性的卵白质彼此浸染组,用于细胞外貌的受体,使植物可以或许看到,听到,闻到并响应情况线索和危险 - 尤其是对致病性病原体。第二个网络称为细胞外貌interactome。

“我们以网络为中心的要领,”研究人员写道,“在办理宿主 - 病原体打仗点的尽力中,在促进设计的进程中,对包罗人类卵白质 - 卵白质彼此浸染网络在内的多种物种间和物种间彼此浸染体具有令人欢快的潜在合用性。针对性的治疗计策。“

当他们将表型与他们之前绘制的卵白质彼此浸染网络接洽起来时,他们发明大型中心和瓶颈节点富集了条件表型基因并耗尽了必须基因。这与在酵母卵白质彼此浸染组中看到的有争议的中心 - 致死率法则形成比拟,个中大的中枢和瓶颈节点富含必须基因。

对付细胞内的卵白质,他们首先将高出4,300个拟南芥卵白质编码基因与五类可调查的性状相匹配,称为表型。五个表型组是植物存活所需的必须基因;节制植物形状或外观的形态基因;细胞或生化进程的基因;条件基因,只有当植物受到缺水或极度温度等胁迫时才会产生突变;和没有已知表型的基因。

病原体拟南芥可以或许注入病原体卵白质进入植物细胞,而这些注入的“效应”卵白质哄骗植物的网络病原体的优势。Mukhtar及其同事之前已在病原体效应卵白和细胞内的拟南芥卵白之间构建了两个种间植物 - 病原体彼此浸染网络。

一个生物网络是细胞内的卵白质 - 卵白质彼此浸染已经在诸如植物,人类和蛔虫等多种生物中研究了这种网络。这些卵白质 - 卵白质彼此浸染的网络图,暗示卵白质与其他同伴一起运作,被称为卵白质彼此浸染组。

研究人员建造了7个效应靶标的突变体,发明所有新发明的靶标在突变时表示出拟南芥植物叶片上病原体发展的变革。

网络生物学展现了模式植物拟南芥中的病原体靶标

着花植物细胞中的卵白质如何与Twitter或Facebook上的社交网络相似?那么这两者如何与病原体使植物某人生病的方法有关?

在社交网络中,可以在Twitter和Facebook上映射存眷者或伴侣之间的接洽。少数人会有大量的接洽,有些会有许多,而绝大大都市少得多。这些毗连的舆图雷同于航空公司的蹊径图,网络的架构显示了集线器和瓶颈等拓扑成果。对社交网络的阐明使专家可以或许识别出“最佳信息流传者”。

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