Nu lanseras en ny cellatlas

Den första proteome-övergripande analysen av var i cellen de mänskliga proteinerna befinner sig har precis publicerats i den vetenskapliga tidskriften Science.

Artikeln ger insyn i kroppens minsta enhet, cellen, och hur proteinerna fördelar sig i de olika organellerna och substrukturerna som bygger upp cellen. Studien ger nya insikter om människans biologi, och visar ett komplext system där en stor del av de humana proteinerna är lokaliserade till mer än en plats i cellen.

I cellen finns organeller, strukturer inom cellen som bildar slutna miljöer, där kemiska reaktioner kan ske avskärmat från omgivningen för att genomföra specifika funktioner i cellen. Kännedom om proteinernas placering i cellen är viktig kunskap eftersom organellerna styr de cellulära mekanismer i cellen och funktionerna är tätt kopplade till specifika uppsättningar av proteiner.

Emma Lundberg, docent vid KTH och ansvarig för High Content Microscopy-anläggningen vid Scilifelab i Stockholm, ansvarar för arbetet med kartläggningen av cellen. Cellatlasen är baserad på över 300 000 bilder som använts för att systematiskt ta reda på den rumsliga fördelningen av humana proteiner i odlade cellinjer och kartlägga proteinerna till olika strukturer i den enskilda cellen. 

I december förra året, efter mer än 10 års vetenskapligt arbete inom forskningsprojektet Human Protein Atlas lanserades Cellatlasen. Artikeln i Science är resultatet av den detaljerade analysen av hundratusentals bilder och internationella samarbeten med grupper från Kina, Sydkorea, Indien, Danmark och Tyskland. 

– Vi måste studera de molekylära enheterna i kroppens minsta funktionella enhet - cellen – för att få en fullständig förståelse för människans biologi. Cellatlasen ger forskare ny kunskap som underlättar forskning kring enskilda proteiner funktion och deras roll i människans biologi och sjukdomar, säger Mathias Uhlén, professor på KTH och ledare för forskningsprojektet Human Protein Atlas.

Den publicerade artikeln innehåller även en jämförande studie utförd av Professor Kathryn Little vid Cambridge University, Storbritannien. Den jämförande studien har med hjälp av en alternativ metod, masspektrometri, bekräftat resultaten från den antikroppsbaserade immunfluorescensanalysen (IF)-mikroskopianalysen som genomförts under ledning av Emma Lundberg.

Totalt har 12 003 proteiner kartlagts med hjälp av 13 993 antikroppar, proteinerna har klassificerat till en eller flera av 30 cellulära strukturer, och totalt definierar det proteomen hos 13 större organeller. Organellerna med de största proteomen är kärnan (6 930 proteiner) och dess understrukturer, såsom kroppar och fläckar, och cytosolen (4 279 proteiner). Intressant är att ungefär hälften av proteinerna återfinns i mer än en struktur vilket visar hur komplex cellen är och att det finns en gemensam pool av proteiner som befinner sig i funktionellt orelaterade delar av cellen.

– Cellatlasen är en gratis kunskapsresurs som kan användas av forskare runt om i världen för att studera proteiner eller organeller av intresse, vilket gör det möjligt att studera systembiologi och skapa cellmodelleringsapplikationer. Cellatlasen är också en mycket värdefull resurs för maskininlärningstillämpningar för bildmönsterigenkänning eftersom det finns ett mycket stort antal välannoterade bilder att använda sig av, säger Emma Lundberg.

Läs hela artikeln här .

Text: David Callahan

För mer information, kontakta Emma Lundberg på emma.lundberg@scilifelab.se.