Химик предлагает ввести общие «модельные белки» для улучшения воспроизводимости в белковой науке

Белковые науки могли бы улучшить воспроизводимость и координацию в своей области, объединившись вокруг небольшого общего набора «модельных белков», согласно новой статье химика из Коннектикутского колледжа Марка Циммера.

На графике представлена предлагаемая система модельных белков, которая сочетает широко используемые референсные белки с общими эталонами и стандартами отчетности для поддержки воспроизводимых и сопоставимых исследований белков. Автор: Марк Циммер

Статья опубликована в юбилейном 40-м выпуске журнала Protein Engineering, Design and Selection. Циммер утверждает, что белковая наука готова принять структуру, аналогичную той, что преобразовала исследования с использованием модельных организмов, таких как плодовые мушки, мыши, дрожжи и C. elegans.

Эти организмы стали мощными исследовательскими инструментами не только потому, что их биология консервативна, но и потому, что научные сообщества скоординировались вокруг них. Общие протоколы, базы данных и эталоны сделали результаты более легкими для сравнения, воспроизведения и развития.

Предложение Циммера о модельных белках

Циммер предлагает распространить эту логику на молекулярный масштаб. Его концепция предполагает формальное определение небольшой группы «модельных белков», которые уже служат неформальными стандартами в различных подотраслях, а затем их сочетание с общими эталонами, курируемыми референсными наборами данных и минимальными требованиями к отчетности.

Исследователи белков часто сталкиваются с трудностями при сопоставлении исследований, основанных на разных экспериментальных допущениях или измерениях, отметил Циммер. Система модельных белков уменьшит это трение, предоставив области общие точки отсчета.

В статье предлагается начать с пяти широко используемых белков: зеленого флуоресцентного белка (GFP), лизоцима, гемоглобина и миоглобина, РНКазы А и бактериородопсина. Циммер описывает этот список как практическую отправную точку, а не фиксированный канон, который может развиваться по мере того, как сообщество обсуждает критерии и определяет, где стандартизация наиболее полезна.

Преимущества общих белковых стандартов

GFP предлагает наглядный пример того, как модельный белок может функционировать на практике. Белок флуоресцирует при правильной укладке, обеспечивая прямой и количественный показатель в различных организмах. Его структура остается неизменной в разных системах, а десятилетия общих инструментов — включая созданные варианты, эталоны яркости, библиотеки плазмид и общедоступные наборы данных — позволяют исследователям сравнивать результаты между лабораториями.

Циммер также указывает на растущую роль искусственного интеллекта в исследованиях белков. Флуоресцентные белки стали распространенными тестовыми случаями для моделей машинного обучения, поскольку флуоресценция является четким индикатором того, работает ли созданный белок. По мере развития этих инструментов, утверждает Циммер, общие стандарты будут необходимы для обеспечения сопоставимости и возможности повторного использования результатов.

Реакция сообщества и следующие шаги

Нобелевский лауреат Мартин Чалфи, чья работа помогла утвердить GFP в качестве фундаментального исследовательского инструмента, подчеркнул, что координация важнее формальных ярлыков.

Вопрос, который поднимает Марк Циммер, заключается в том, как сообщества, изучающие схожие белки, могут получить выгоду от совместной работы.

Рита Страк, доктор философии, главный редактор Nature Biomedical Engineering, назвала предложение давно назревшим и заявила, что оно может укрепить эталонирование, воспроизводимость и совместное использование ресурсов всем сообществом.

Предложение Циммера включает созыв междисциплинарной руководящей группы, определение критериев для модельных белков, установление минимальных контрольных списков для отчетности и курирование эталонных наборов данных «золотого стандарта». Цель, по его словам, — тратить меньше времени на перевод между несовместимыми практиками и больше времени на развитие общей работы.

Источник: Connecticut College