Wissenschaftler vom EMBL in Heidelberg haben entdeckt, dass die Sammlung des proteins in einer tierischen Zelle-als der Proteom-ist wesentlich beeinflusst durch das Tier wird das Geschlecht und seine Ernährung. Das Verständnis dieser individuellen proteoms könnte eine Grundlage für personalisierte Therapien für die Menschen in der Zukunft.
„Ziel der Studie war es, zu verstehen, ob unterschiedliche Proteine in dem Proteom interagieren mit jeder anderen der gleichen Art in verschiedenen Individuen und, wenn nicht, welche Faktoren dazu führen, dass die Unterschiede,“ erklärt ersten Autor Natalie Romanov, Postdoktorand in die Gruppe um Peer Bork am EMBL in Heidelberg. Die Untersuchung der einzelnen Proteome — die proteotypes — lieferte ein überraschendes Ergebnis. Es zeigte sich, dass ein erheblicher Teil-rund 12% — der proteotype Variante ist bestimmt auch sex und Ernährung; das ist mehr als erwartet.
Bisher sind nur wenige Proteine bekannt waren, werden nach oben oder unten reguliert entsprechend die genetische Geschlecht des Tieres oder seiner Diät. Geschlechts-spezifische Unterschiede, zum Beispiel, sind in der Regel verfolgt zurück zu Chromosom X/Y-spezifische gen-expression, aber die neue Studie zeigte, dass viel mehr Proteine betroffen sind. Die Auswirkungen der Ernährung, auf der anderen Seite, war nur einem kleineren ergänzenden Satz von protein-Maschinen.
„Es ist beeindruckend, dass diese beiden Faktoren allein schon für einen großen Teil der individuellen proteotype“, sagt Romanov.
Proteotype-Regie personalisierte Medizin
Die Zukunft der medizinischen Behandlung liegt in der personalisierten Medizin, in dem Produkte auf den einzelnen Patienten zugeschnittene. Bisher haben die meisten Studien konzentrierten sich auf die Anpassung der Behandlung für den Genotyp — das genetische make-up von einer Zelle in der DNA codiert. Während jedoch einige seltene Krankheiten, die eindeutig genetisch bestimmt, für die meisten Krankheiten, die Umwelt spielt eine große Rolle und das Genom des Patienten nur einen geringen Beitrag.
„Bei der Adipositas, zum Beispiel, nur etwa 6% der variation in den Körper-mass-index erklärt werden kann durch die damit verbundene Genetik“, sagt Peer Bork. „Die proteotype spiegelt nicht nur die Genetik, sondern auch ökologische Aspekte, zum Beispiel den lebensstil. Als solche, Verständnis proteotypes birgt ein großes Versprechen für die Bereitstellung von life-style-assoziierten Fingerabdrücke in Individuen.“
Diese Studie stellt einen wichtigen Meilenstein im Verständnis der zellulären Veränderungen bei einer erkrankten Person kann potentiell aufgehoben durch änderung life-style. Dieses wissen könnte nicht nur nützlich für die Diagnose von Krankheiten, sondern auch zu individualisieren, Therapien in der Zukunft.
Ein Erster kleiner Schritt
Die Teams erhalten Ihre Ergebnisse durch die Analyse von 11 großen öffentlichen Datensätzen, die ausführliche Informationen über die verschiedenen proteotypes in Menschen und Mäusen, sowie deren Ernährung und genetischen status. Es ist nur mit den jüngsten Fortschritten in der Durchsatz der massenspektroskopie, dass solche großen Datenbanken, die auf einzelnen proteotypes möglich gemacht haben. Trotz technologischer Fortschritte bei der Schaffung dieser Datenbanken ist immer noch teuer.
„Die Ergebnisse stellen nur ein Erster Schritt. Es kann davon ausgegangen werden, dass viele andere Parameter neben sex und Ernährung müssen vollständig getestet, um potenziell Umgestaltung der proteotype des einzelnen von einem Kranken zu einem gesünderen Zustand“, fasst Martin Beck, einer der co-Autoren. „Um zu verstehen, die meisten Unterschiede in proteotypes von Individuen viele weitere solche Datensätze gesammelt werden müssen. Wir müssen auch die test-für viele Umwelt-und genetischen Faktoren vor der jeweiligen Diagnose und individualisierte Therapien geschoben werden können, in die Kliniken.“