Графово-теоретический анализ моделируемой сети взаимодействия белка и белка в сигнальном пути RAS

Emad Fadhal; Eric Mwambene

doi:10.3791/69681

Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Исследовательская статья

Графово-теоретический анализ моделируемой сети взаимодействия белка и белка в сигнальном пути RAS

228 просмотров

⸱

DOI:

10.3791/69681

⸱

13 марта 2026 г.

Emad Fadhal¹ , Eric Mwambene²

¹Department of Mathematics & Statistics, College of Science, King Faisal University, ²Department of Mathematics & Applied Mathematics, University of the Western Cape

В этой статье

Краткое содержание

В данном исследовании применяется графово-теоретическая основа к смоделированной сети взаимодействия белок-белок сигнального пути RAS для выявления централизованно связанных белков зоны 1 и характеристики их функциональной и биологической значимости.

Аннотация

Сигнальный путь RAS является фундаментальным регулятором роста, пролиферации и выживания клеток. Дисрегуляция этого пути тесно связана с развитием рака, однако систематические стратегии определения наиболее перспективных терапевтических мишеней остаются ограниченными. Целью этого исследования было изучение разнообразия центральных белков в сигнальном пути RAS и оценка их функциональной значимости в биологии рака. Для достижения этого мы смоделировали сеть взаимодействия человека белок-белок в виде метрического пространства, используя графово-теоретическую основу. Были вычислены расстояния по кратчайшим путям для идентификации наиболее центральных белков, которые затем классифицировались по функциональным зонам. Белки, расположенные в зоне 1, представляющие наиболее связанную зону, были сопоставлены с отображёнными наборами данных по путям RAS. Для интерпретации биологических ролей и терапевтического потенциала использовались функциональный анализ обогащения, оценка онкогенов/супрессоров опухолей и интеграция данных генома рака. Результаты показали, что 95,2% центральных белков RAS участвуют в передаче сигналов, из которых 59,5% классифицируются как необходимые. Ключевые белки, такие как BCL2L1, RAF1, RHOA, MAP2K1, EGFR, CDC42 и ANGPT1, были выявлены как центральные участники процессов, включая устойчивость к апоптозу, метастазы, ангиогенез и прогрессирование опухоли. Некоторые из этих белков также проявили тесную связь с установленными онкогенами и успешными терапевтическими целями. В заключение это исследование демонстрирует, что центральные белки в сигнальном пути RAS демонстрируют функциональное разнообразие, которое и является основой их важности в прогрессировании рака. Эти результаты обеспечивают воспроизводимый сетевой рабочий процесс для выявления молекулярных кандидатов, релевантных для пути, и способствуют разработке более точных, ориентированных на пути терапии рака.

Введение

Сигнальный путь RAS является критически важным регулятором клеточной коммуникации и был широко изучен благодаря своей центральной роли в^{онкогенезе 1}. Этот путь, состоящий из серии взаимосвязанных белков, передаёт внеклеточные сигналы ядру, тем самым регулируя ключевые клеточные процессы, такие как пролиферация, рост и^{дифференциация.}

Открытие онкогенов RAS возникло в результате ранних исследований трансформирующихся ретровирусов, начиная с идентификации вируса саркомы Харви в 1960-х годах, который показал, что вирусные гены могут вызывать злокачественную трансф....