Атлас белков человека - Human Protein Atlas
 | |
|---|---|
| Содержание | |
| Описание | Protein Human Atlas портал является общедоступной базой данных с миллионами изображений с высоким разрешением , показывающих пространственное распределением белков в нормальных тканях человека и различных видах рака, а также субклеточная локализация в одиночных камерах. |
| Организмы | Человек |
| Контакт | |
| Исследовательский центр | KTH , UU , SciLifeLab , Швеция |
| Основное цитирование | Uhlén M , et al. (Январь 2015 г.). «Протеомика. Тканевая карта протеома человека». Наука . 347 (6220): 1260419. DOI : 10.1126 / science.1260419 . PMID 25613900 . S2CID 802377 . |
| Доступ | |
| Интернет сайт | www |
| Скачать URL | www |
| Инструменты | |
| Интернет | Расширенный поиск, массовый поиск / загрузка |
| Разное | |
| Управление версиями | да |
Частота выпуска данных |
12 месяцев |
| Версия | 20,1 |
| Политика курирования | Да - руководство |
| Добавляемые в закладки объекты |
Да - как отдельные записи белков, так и поиск |
Белок Человеческого Атлас (НР) является шведской программой началась в 2003 году с целью сопоставить все белки человеческих в клетках , тканях и органах с использованием интеграции различных omics технологий, в то числе антител основанной визуализации, массы - спектрометрии основанной протеомики , транскриптомика и системная биология . Все данные в информационном ресурсе имеют открытый доступ, что позволяет ученым как в академических кругах, так и в промышленности иметь свободный доступ к данным для исследования протеома человека . В ноябре 2020 года была выпущена версия 20 вместе с праздничной публикацией 20-летней истории HPA. Версия 20 представляет дополнительный субатлас, Атлас типов одной клетки, демонстрирующий экспрессию генов, кодирующих белок, в отдельных типах клеток человека, в дополнение к существующим субатласам; Атлас тканей, показывающий распределение белков по всем основным тканям и органам в организме человека, Атлас патологии, показывающий влияние уровней белка на выживаемость больных раком, Атлас крови, показывающий профили экспрессии клеток крови и активно секретируемых белков , Атлас мозга, показывающий распределение белков в мозге человека, мыши и свиньи, и Атлас клеток, показывающий субклеточную локализацию белков в отдельных клетках. Версия 20 также включала обновления ранее существовавших податласов, крупное обновление инструмента «Словарь», одиннадцать образовательных 3D-видео и раздел, посвященный взаимодействию человеческих белков с SARS-CoV-2. Программа Human Protein Atlas уже внесла свой вклад в несколько тысяч публикаций в области биологии человека и болезней и была выбрана организацией ELIXIR в качестве основного европейского ресурса из-за его фундаментальной важности для более широкого сообщества наук о жизни. Консорциум HPA финансируется Фондом Кнута и Алисы Валленберг .
Шесть крупных проектов
Атлас белков человека состоит из шести податласов:
- Атлас тканей содержит информацию о профилях экспрессии генов человека как на уровне мРНК, так и на уровне белка. Данные по экспрессии белка получают из профилей белков на основе антител с использованием иммуногистохимии . Всего было проанализировано 76 различных типов клеток, соответствующих 44 типам нормальных тканей человека, и данные представлены в виде аннотации уровней экспрессии белка на основе патологии. Все основные изображения нормальных тканей, окрашенных иммуногистохимическим методом, доступны в виде изображений с высоким разрешением в атласе нормальных тканей.
- Атлас типов одиночных клеток показывает данные секвенирования РНК одиночных клеток (scRNAseq) из 13 различных тканей человека вместе с иммуногистохимически окрашенными срезами тканей, визуализирующими соответствующие пространственные паттерны экспрессии белка. Анализ scRNAseq был основан на общедоступных данных по экспрессии в масштабе всего генома и включает все гены, кодирующие белок, в 192 отдельных кластерах отдельных клеток. Эти кластеры были аннотированы как 51 тип клеток с использованием> 500 хорошо известных маркеров, специфичных для типа клеток. Гены, экспрессируемые в каждом из типов клеток, можно исследовать на интерактивных графиках UMAP и столбчатых диаграммах со ссылками на соответствующие иммуногистохимические окрашивания в тканях человека.
- Атлас патологии основан на анализе 17 основных типов рака с использованием данных от 8000 пациентов. Кроме того, вводится новая концепция отображения данных о выживаемости пациентов, называемая интерактивными точечными графиками выживаемости, и атлас включает более 400 000 таких графиков. Национальный суперкомпьютерный центр был использован для анализа более 2,5 петабайт основных общедоступных данных из Атласа генома рака (TCGA) для создания более 900 000 графиков выживаемости, описывающих влияние уровней РНК и белка на клиническую выживаемость. Атлас патологии также содержит 5 миллионов изображений на основе патологий, созданных консорциумом Human Protein Atlas.
- Атлас мозга исследует экспрессию белков в головном мозге млекопитающих путем визуализации и интеграции данных от трех видов млекопитающих (человека, свиньи и мыши). Данные транскриптомики в сочетании с локализацией in situ белков на основе аффинности вплоть до деталей отдельных клеток доступны здесь в ориентированном на мозг под-атласе Атласа белков человека. Данные сосредоточены на генах человека и ортологах один к одному у свиней и мышей. Каждому гену предоставляется сводная страница, на которой показаны доступные данные экспрессии (мРНК) для обобщенных областей мозга, а также расположение белка для выбранных мишеней. Изображения окрашивания в высоком разрешении, а также данные экспрессии для отдельных субрегионов доступны для исследования мозга, самого сложного органа.
- Атлас крови содержит информацию о типах отдельных клеток о профилях экспрессии РНК в масштабе всего генома человеческих генов, кодирующих белки, охватывающих различные B- и T-клетки , моноциты, гранулоциты и дендритные клетки. Анализ транскриптомики отдельных клеток охватывает 18 типов клеток, выделенных с помощью сортировки клеток с последующим анализом РНК-seq. Кроме того, представлен анализ «человеческого секретома», включая аннотацию генов, которые, как предполагается, будут активно секретироваться в кровь человека, а также аннотацию белков, которые, по прогнозам, будут секретироваться в другие части человеческого тела, такие как желудочный тракт и местные отсеки. Также представлен анализ белков, обнаруженных в крови человека, с оценкой соответствующих концентраций белков, определенных с помощью протеомики на основе масс-спектрометрии или иммуноанализа на основе антител.
- Атлас клеток дает представление о пространственном распределении белков внутри клеток в высоком разрешении. Атлас клеток содержит профили экспрессии мРНК для разнообразной панели линий клеток человеческого происхождения (n = 69), представляющих различные типы клеток, тканей и органов человеческого тела. Кроме того, Атлас клеток содержит многоцветные иммунофлуоресцентные изображения с высоким разрешением клеток, которые подробно описывают структуру субклеточного распределения белков, кодируемых генами 12813 (65% генов, кодирующих белки человека). По умолчанию U-2 OS и 2 другие клеточные линии, выбранные на основе экспрессии гена, зондируются каждым антителом. Клетки окрашивают стандартным способом, при котором интересующее антитело визуализируется зеленым, микротрубочки - красным, эндоплазматический ретикулум - желтым, а ядро - синим. Изображения вручную аннотированы с точки зрения пространственного распределения для 35 различных субклеточных структур, представляющих 14 основных органелл. Аннотированные местоположения для каждого белка классифицируются как основные и дополнительные, и им присваивается оценка надежности.
Дополнительные возможности
В дополнение к шести суб-атласам HPA, изучающим экспрессию генов и белков, на веб-сайте HPA доступны различные функции, помогающие исследовательскому сообществу, включая интегрированные внешние ресурсы, такие как Metabolic Atlas, образовательные материалы и бесплатно загружаемые данные.
- Metabolic Atlas - это внешний атлас, который частично интегрирован в часть Tissue Atlas HPA, что позволяет визуально исследовать функцию белков и тканеспецифическую экспрессию генов в контексте метаболической сети человека. Для белков, участвующих в метаболизме, предоставляется сводка метаболизма, в которой описаны метаболические подсистемы / пути, клеточные компартменты и количество реакций, связанных с белком. Более 120 составленных вручную карт метаболических путей упрощают визуализацию участия каждого белка в различных метаболических процессах. Каждая карта пути сопровождается тепловой картой, подробно описывающей уровни мРНК в 37 различных типах тканей для всех белков, участвующих в метаболическом пути.
- Раздел «Обучение» HPA включает образовательные ресурсы, в том числе информацию о приложениях и методах на основе антител, гистологический словарь и обучающие 3D-видео. Словарь представляет собой интерактивный инструмент для бесплатного полноэкранного исследования полных изображений слайдов нормальных человеческих органов и тканей, раковых тканей и клеточных структур с подробными аннотациями всех основных структурных элементов. HPA выпустила обучающие видеоролики, изображающие исследование человеческого тела в 3D с использованием профилирования тканей на основе антител и световой микроскопии. Фильмы доступны на сайте HPA, а также на канале YouTube.
- Наборы данных, используемые в HPA, предоставляются бесплатно, чтобы стимулировать дальнейшие исследования в исследовательском сообществе. Доступ к обширным наборам данных предоставляется через страницу загружаемых данных HPA, на которой доступны 28 различных загружаемых файлов, содержащих данные по всему геному, полученные с помощью различных анализов.
История
Программа Human Protein Atlas была запущена в 2003 году и финансировалась некоммерческой организацией Knut and Alice Wallenberg Foundation (KAW). Главный объект проекта - Королевский технологический институт (KTH), Школа инженерных наук в области химии, биотехнологии и здравоохранения (Стокгольм, Швеция). Кроме того, в проекте участвуют исследовательские группы из Уппсальского университета, Каролинского института, Технологического университета Чалмерса и Лундского университета, а также несколько нынешних и прошлых международных совместных проектов, инициированных исследовательскими группами в Европе, США, Южной Корее, Китае и Индии. Профессор Матиас Улен является директором программы.
Исследования, положившие начало изучению всего протеома человека в программе Human Protein Atlas, проводились в конце 1990-х - начале 2000-х годов. Пилотное исследование с использованием стратегии аффинной протеомики с использованием аффинно-очищенных антител, полученных против рекомбинантных фрагментов человеческого белка, было проведено для определения профиля белка хромосомы 21 по всей хромосоме. Также были выполнены другие проекты для разработки процессов параллельной и автоматической аффинной очистки моно -специфические антитела и их валидация.
Исследование
Антитела и антигены, полученные в рабочем процессе Human Protein Atlas, используются в исследовательских проектах для изучения потенциальных биомаркеров при различных заболеваниях, таких как рак груди, рак простаты, рак толстой кишки, диабет, аутоиммунные заболевания, рак яичников и почечная недостаточность.
Исследователи, участвующие в проектах Human Protein Atlas, обмениваются протоколами и деталями методов в группе открытого доступа на protocol.io. Большие усилия прилагаются к валидации реагентов антител, используемых для профилирования тканей и клеток, и HPA внедрило строгие критерии валидации антител, как было предложено Международной рабочей группой по валидации антител (IWGAV).
Сотрудничество
Программа Human Protein Atlas участвовала в 9 исследовательских проектах ЕС ENGAGE , PROSPECTS , BIO_NMD , AFFINOMICS , CAGEKID , EURATRANS , ITFoM , DIRECT и PRIMES.