يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة بحثية

تحليل نظري بياني لشبكة تفاعل بروتين وبروتين نمذجة في مسار إشارات RAS

272 مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/69681

⸱

مارس 13, 2026

 , 

في هذه المقالة

ملخص

تطبق هذه الدراسة إطارا نظريا للرسوم البيانية على شبكة تفاعل بروتين مع بروتين نموذجية لمسار إشارة RAS لتحديد بروتينات المنطقة 1 المتصلة مركزيا وتوصيف أهميتها الوظيفية والبيولوجية.

الملخص

مسار إشارات RAS هو منظم أساسي لنمو الخلية وتكاثرها وبقائها. يرتبط اضطراب تنظيم هذا المسار بقوة بتطور السرطان، ومع ذلك لا تزال الاستراتيجيات المنهجية لتحديد أي بروتينات المسار تمثل الأهداف العلاجية الأكثر وعدا محدودة. كان سبب هذه الدراسة هو دراسة تنوع البروتينات المركزية ضمن مسار إشارات RAS وتقييم أهميتها الوظيفية في بيولوجيا السرطان. لتحقيق ذلك، قمنا بنمذجة شبكة تفاعل البروتين البشري كفضاء متري باستخدام إطار نظري للرسوم البيانية. تم حساب مسافات أقصر المسار لتحديد البروتينات المركزية الأهم، والتي تم تصنيفها بعد ذلك إلى مناطق وظيفية. تم مقارنة البروتينات الموجودة في المنطقة 1، والتي تمثل المنطقة الأكثر اتصالا، مع مجموعات بيانات مسارات RAS المختارة. تم استخدام تحليل الإثراء الوظيفي، وتقييم الجين الأورامي/مثبط الأورام، ودمج بيانات جينوم السرطان لتفسير الأدوار البيولوجية والإمكانات العلاجية. كشفت النتائج أن 95.2٪ من بروتينات RAS المركزية تشارك في الإشارات، مع تصنيف 59.5٪ كأساسية. تم تحديد البروتينات الرئيسية مثل BCL2L1، RAF1، RHOA، MAP2K1، EGFR، CDC42، وANGPT1 كلاعبين أساسيين في عمليات مثل مقاومة الاستماتة المبرمجة، والنقائل، وتكوين الأوعية، وتقدم الأورام. كما أظهرت العديد من هذه البروتينات ارتباطات قوية مع جينات الأورام المعتمدة والأهداف العلاجية الناجحة. في الختام، تظهر هذه الدراسة أن البروتينات المركزية في مسار إشارات RAS تظهر تنوعا وظيفيا يدعم أهميتها في تقدم السرطان. توفر هذه النتائج سير عمل قائم على الشبكات قابل للتكرار لتحديد المرشحين الجزيئيين ذوي الصلة بالمسار وتساهم في تطوير علاجات سرطان أكثر دقة وتركز على المسارات.

المقدمة

يعد مسار إشارات RAS منظما حيويا للاتصال الخلوي وقد تم دراسته بشكل موسع بسبب دوره المركزي في تكوين الأورام1. يتكون هذا المسار، المكون من سلسلة من البروتينات المترابطة، إشارات خارج الخلية إلى النواة، مما ينظم العمليات الخلوية الرئيسية مثل التكاثر والنمو والتمايز2.

نشأ اكتشاف جينات السرطان الريكسي من الدراسات المبكرة حول الفيروسات القعكرية المحولة، بدءا من تحديد فيروس ساركوما هارفي في الستينيات، والذي أظهر أن جينات الفيروسات يمكن أن تحفز التحول الخبيث في الخلايا الثديية3. تم توسيع هذا المفهوم لاحقا ليشمل سرطان الإنسان عندما أظهر دير وزملاؤ....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

استندت هذه الدراسة حصريا إلى تحليل مجموعات البيانات المتاحة للجمهور ولم تشمل المشاركين البشريين أو الحيوانات أو عينات الأنسجة. لذلك، لم تكن هناك حاجة إلى موافقة لجنة مراجعة مؤسسية (IRB) أو لجنة رعاية واستخدام الحيوانات (IACUC).

جمع البيانات ومعالجتها المسبقة
تم استرجاع بيانات مثبطات مضخة البروتون البشرية وبروتينات إشارات RAS المنسقة من مستودعات متاحة للعامة، بما في ذلك مجموعات بيانات تفاعل البروتينات الوظيفية لعلم الأحياء الجينومي23 وقاعدة بيانات السموم المقارنة (CTD) (https://ctdbase.org/). تم توحيد مجموعات البيانات في ملفات نصية محددة بعلامات تبويب لضمان التجانس....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

في عملنا السابق، طورنا منهجية المناطق لنمذجة شبكات PPI كفضاءاتمترية 17. مكن هذا النهج تصنيف البروتينات إلى مناطق هرمية حسب بعدها عن العقدة المركزية؛ حيث تمثل المنطقة 1 أكثر البروتينات ارتباطا وضرورية وظيفيا. استنادا إلى هذا الأساس، تركز هذه الدراسة بشكل خاص على بروتينات المنطقة 1 التي تم تحديدها في أعمالنا السابقة وتبحث في أدوارها ضمن مسار إشارات RAS.

تحديد مقابلة بروتينات المنطقة 1 مع مجموعات بيانات مسارات RAS المنسقة 42 بروتينا مركزيا.......

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

تقدم هذه الدراسة إطارا نظريا بيانيا لتحليل شبكات تفاعل البروتين والبروتين ضمن مسار إشارات RAS لتحديد البروتينات المتصلة مركزيا ذات الصلة الوظيفية. من خلال نمذجة شبكة مثبطات مضخة البروتون كفضاء متري والتركيز على بروتينات المنطقة 1 المحددة بأقصر مسافات المسارات، يسلط التحليل الضوء على البروتينات التي تحتل مواقع مركزية هيكليا داخل المسار. تم تصنيف البروتينات مثل BCL2L1، RAF1، RHOA، MAP2K1، EGFR، CDC42، وANGPT1 بشكل متسق ضمن المنطقة 1، وتم إثراؤها في الإشارات، وتنظيم سلسلة MAPK، والعمليات ال.......

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

يعلن جميع المؤلفين أنه لا توجد تضارب مصالح مرتبط بهذا العمل.

شكر وتقدير

وقد دعم هذا العمل عميد البحث العلمي، نائب الرئيس للدراسات العليا والبحث العلمي في جامعة الملك فيصل، المملكة العربية السعودية KFU260567.

....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
البروتين البشري – مجموعات بيانات تفاعل البروتينالمستودعات العامة (بيولوجيا الجينوم، BioGRID، IntAct)معرفات الانضمام (كما هو مذكور في المراجع)لا يوجد
قائمة بروتينات مسار إشارات RASقاعدة بيانات السموم المقارنةhttps://ctdbase.org/ ؛RRID:SCR_006530
بايثون (الإصدار 3.10 أو أعلى)مؤسسة بايثون للبرمجيات (الولايات المتحدة الأمريكية)https://www.python.org/RRID:SCR_008394
مكتبة الرسوم البيانية لتعزيز (C++)Boost.org (الولايات المتحدة الأمريكية)https://www.boost.org/لا يوجد
سايتوسكيب (يستخدم للتصور)اتحاد سايتوسكيبالإصدار 3.9.1RRID:SCR_003032
بيانات تسلسل جينوم السرطان واسعة النطاقأطلس جينوم السرطان (TCGA)https://www.cancer.gov/ccg/research/genome-sequencing/tcgaRRID:SCR_003193

المراجع

  1. Luo, X., et al. Novel paradigms in KRAS targeting: unveiling strategies to combat drug resistance. Chin Med J. 138 (18), 2243-2267 (2025).
  2. Overmeyer, J. H., Maltese, W. A. Death pathways triggered by activated Ras in cancer cells. Front Biosci ....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

استكشف المزيد من المقالات

البروتينات المركزيةتطور السرطانالإثراء الوظيفيالأهداف العلاجيةتقييم الجينات المسرطنةنمذجة الشبكاتمقاومة الموت الخلوي المبرمج