Interactions protéine-protéine:

Transcription

1 Interactions protéine-protéine: des réseaux globales à l'atome...

2 Interactions protéine-protéine Introduction et Prédiction des réseaux d'interactions (JS) Mesure des réseaux d'interactions (EB) Interactions des récepteurs a tyrosine kinase (PH) Interactions du système Tol-Pal (RL) Mesure quantitative d'interactions (JS) Mesure d'interactions par fluorescence (JS) Interactions d'atome (JPD)

3 Interactions protéine-protéine Les choses a définir... Les questions... les partenaires, qui les conditions, quand les affinités, comment les raisons, pourquoi les structures. comment bis

4 Prédiction des réseaux d'interactions L'interactome Ontologie des gènes Bases de Données Prédictions des interactions protéineprotéine

5 L'interactome... Le genome, Le transcriptome, Le protéome, L'interactome, Le métabolome...

6 L'interactome... Le genome, Definition: Le transcriptome, Le protéome, La liste de toutes les interactions entre les macro molécules de la cellule... L'interactome, Le métabolome... protéine protéine protéine ADN ADN ARN ARN protéine...

7 L'interactome... Le nombre de gènes du génome ne semble pas suivre la complexité de l'organisme... E. coli ~4,200 S. cerevisiae ~6,300 H. sapiens ~30,000 La complexité de différentes organismes est en grande partie un réflection de leur interactome?

8 L'interactome... Comment identifié l'interactome? Méthodes classiques (basse debit) co-immunoprécipitation, co-cristallisation, génétique etc. fiable mais cher... Méthodes haut débit TAP tag, double hybride, LC-MS-MS attention aux faux-positives et faux-négatives... Prédictions Le moins cher mais fiable?

9 Ontologie des gènes Annotation des gènes dépend de l'organisme... Difficile à comparer les réseaux d'interaction de façon automatique et objective Problème de paralogues et orthologues Développement d'une langage commun d'annotation GO et COG

10 GO

11 GO Ontologie = Abstraction d'être!

12 GO - Objectives Permettre la représentation des concepts pour la classification de connaissances biologiques: Processus biologique Composant cellulaire Fonction moléculaire Développer une langage d'annotation utilisable pour tout organisme

13 GO Concepts Fonction moléculaire (quoi?) Processus biologique (pourquoi?) mitose ou métabolism de purines... Composant cellulaire (ou?) activité d'atp'ase ou liaison de glucides... noyaux ou telomère ou ARN-polymèrase II holoenzyme... Les concepts ne sont pas exclusive

14 GO - concepts biological process molecular function cellular component

15 COG - «cluster of orthogolous groups»

16 COG - méthode «Mutual best match» COG genome1 genome2 genome1 genome2 genome1 genome2

17 COG - méthode Liens entre multiples génomes Oui Non

18 COG Extension de l'idée d'un gène Classification de fonction Abstraction du génome d'origine Outil pour analyse phylogénomique alignements multiples contexte génomique...

19 COG et GO COG plus adapté aux procaryotes et «génétique» GO plus adapté aux eucaryotes et «fonctionnelle» Ils ne sont pas exclusives mais difficilement compatible pour l'instant.

20 Bases de données: Interactome DIP «database of interacting proteins» EMBL-EBI Interact BIND «Biomolecular interaction network database» MIPS «Mammalian protein-protein interaction database» GRID «general repository for interaction datasets»

21 DIP

22 DIP

23 DIP

24 DIP

25 DIP

26 DIP OxaA SecE FtsQ SecY SecA SecB SecG

27 EBI Intact

28 EBI Intact

29 Bases de Données Plusieurs bases sont disponibles Hétérogènes Problème de pollution avec bruit... difficile à savoir les interactions qui sont importants sans contexte...

30 Pause...

31 Prédiction d'interactions Basée sur des données expérimentales a partir de séquences comparaison de voies «docking» protéine-protéine co-expression ou co-régulation Basée sur des données génomiques co-évolution co-localisation fusion de gènes

32 Prédiction Interprets Prédiction d'une interaction à partir de deux séquences... speedy.embl-heidelberg.de/people/patrick/interprets Est-possible que mes deux protéines interagissent, et si oui comment? Méthode basé sur la conservation d'interfaces d'interaction protéine-protéine

33 Prédiction Interprets

34 Prédiction Pathblast Comparaison d'interactions avec ceux de la levure w ww.pathblast.org/bioc/pathblast/blastpathway.jsp

35 Prédiction STRING «Search Tool for Retreiving Interacting Genes/Proteins» Interactions pas forcement physique... //string.embl.de/ Quatre sources d'information Contexte génomique Information des méthodes haut-débit Co-expression conservé (transcriptome et protéome) Connaissances antérieurs (MIPS et PubMed)

36 Prédiction STRING

37 Prédiction STRING

38 Prédiction STRING

39 Prédiction STRING Contexte génomique (COG) Les gènes on coévolués si ils sont présent ou absent ensemble

40 Prédiction STRING Contexte génomique (COG) Les gènes on colocalise si les gènes sont proches sur le chromosome Lien fonctionnelle

41 Prédiction STRING

42 Prédiction STRING Les gènes sont co-évolués si ils sont présents ou absents ou modifiés Co évolution ensemble. Génomes bactériens BLAST scores normalisés

43 Prédiction STRING Les gènes sont co-évolués si ils sont présents ou absents ou modifiés ensemble.

44 Prédiction STRING Difficultés et limitations de co-localisation et coévolution... souvent difficile a trouver les orthologues les paralogues cause des difficultés des iso-protéines non-paralogues pas d'information pour des ORF'ans

45 Prédiction STRING

46 Prédiction STRING

47 Prédiction STRING

48 Prédiction STRING

49 Conclusions Autour de 100,000 interactions dans les bases de données Un taux élevé de faux positives et négatives possible voir probable Problème d'hétérogénéité de nomenclature (ontologie)

50 Conclusions Pour l'instant une mesure de l'interactome possible pas de quantification stochiométrie ou affinité pas une idée de la dynamique (interactions statiques dynamiques ou fonctionnelles) pas une idée de la nécessité des interactions. Les prédictions sont possibles et souvent intéressants