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人类细胞结构大揭秘！研究表明：多模态整合揭示104个新蛋白质组装，推动功能基因组学新进展！

解螺旋 · 公众号 · 医学 · 2025-04-13 17:30

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研究发现

研究团队构建了一个人类细胞亚细胞结构的全球地图，通过对U2OS骨肉瘤细胞中超过5100种蛋白质的生物物理相互作用和免疫荧光图像进行联合测量。通过自监督的多模态数据整合，研究人员解析了275个分子组件，范围从10^-8到10^-5米，并通过全细胞尺寸排阻色谱法系统验证这些组件。该地图揭示了975种蛋白质的意外功能，包括C18orf21在RNA加工中的角色和DPP9在干扰素信号传导中的作用。此外，研究还识别了具有多重定位或细胞类型特异性的组件，并解码了儿科癌症基因组，识别出21个反复突变的组件和102种新的癌症蛋白。

通过整合蛋白质的生物物理相互作用和亚细胞定位数据，研究团队创建了一个全球细胞生物学参考地图，涵盖了人类亚细胞组件的广泛范围。该地图不仅为结构生物学提供了新的视角，还为蛋白质功能注释、细胞类型特异性分析、多重定位研究以及癌症基因组的解释提供了指导。研究还开发了一个细胞可视化门户和映射工具包，为结构和功能细胞生物学提供了一个参考平台。通过这种多模态分析，研究揭示了许多蛋白质的新功能和潜在的癌症驱动因子，推动了生物学发现的进程。

临床意义

蛋白质组件的识别和验证：研究通过整合生物物理数据和成像数据，识别出275个不同的蛋白质组件，并通过全细胞尺寸排阻色谱（SEC-MS）进行系统验证。结构生物学的应用：通过研究，构建了111个异二聚体复合体的结构模型，并扩展了Rag–Ragulator组装体的结构。这些结构信息为理解蛋白质的功能提供了基础。癌症相关蛋白质组件：在儿童癌症基因组中，研究发现了21个反复突变的组件，并指出了与癌症相关的新蛋白，为癌症的分子机制研究提供了新的见解。工具和平台的开发：研究还开发了一个细胞可视化门户和映射工具包，为结构和功能细胞生物学提供了参考平台，促进了相关领域的进一步研究。这项研究通过多模态数据的整合，为人类细胞的结构和功能图谱绘制提供了新的方法和视角，不仅在基础研究领域具有重要意义，也为临床应用和疾病治疗提供了潜在的方向。