База данных The Human Protein Atlas


Мной был выбран белок с идентификатором FUCA1, при выдаче была выдана таблица с информацией о белке, кодирующем его гене и множество иных различных параметров, включая функцию, клеточное и тканевое распределение и так далее.

Рис 1. Выдача при поиске по индентификатору FUCA1

Белок является альфа-L-фукоидазой 1 КФ 3 (гидролаза), который катализирует реакцию гидролиза остатка L-фукозы из различных гликопротеинов. Причем при дефиците данного белка развивается состояние называемое фукозидоз - в лизосомах происходит накопление различных гликопротеинов и олигосахаридов с фукозой, что приводит в итоге к смерти.

Я решил посмотреть экспрессию РНК, для этого необходимо воспользоваться вкладкой "Single cell". Наблюдается низкая тканеспецифичность, РНК синтезируется практически во всех клетках (кроме горизонтальных клеток сетчатки), но наибольшее количество наблюдается в клетках желудочно-кишечного тракта (в основном, в энтероцитах) и в лимфоидных клетках (макрофаги, клетки Хофбауэра и клетки Купфера). Это достаточно логично, так как в ЖКТ происходит переваривание различных соединений (в том числе фукозосодержащих), а различные макрофаги имеют множество лизосом, так как их основная задача - поглощать частицы и переваривать их. Локализация внутриклеточная.

Рис 2. Уровни экспрессию РНК гена FUCA1 в клетках

Затем можно посмотреть какова экспрессия данного белка при различных патологиях. В частности, был выбран рак почки и проанализирован датасет из 286 женщин и 591 мужчины. На рис.3 видно, что в среднем для выживших людей (синее распределение) экспрессия белка выше, чем для умерших. Вероятно, он может оказывать слабый эффект на подавления роста опухолей (возможно, из-за лучшей работы иммунных клеток и их выживания, так как при низких уровнях они страдают). Однако, различия не слишком сильное 42.2 FPKM для живых и 33.12 FPKM для мертвых. *FPKM - fragments per kilobase of transcript per million fragments mapped, то есть количество фрагментов на килобазу транскриптов на миллион картированных фрагментов.

Рис 3. График зависимости времени после постановки диагноза от экспрессии гена FUCA1 для опухоли почки

На другом графике можно проанализировать выживаемость пациентов в зависимости от экспрессии белка. И действительно, для пациентов с большей экспрессией наблюдается большая выживаемость, что в целом демонстрирует роль FUCA1 как онкосупрессора.

Рис 4. График зависимости времени после постановки диагноза от экспрессии гена FUCA1 для опухоли почки

Также предоставляется возможность посмотреть на ткани из пациентов и с описанием уровня экспрессии. Я решил сравнить двух пациентов одного возраста (63 года) со средним и низким уровнем экспрессии FUCA1. На рис 5. можно посмотреть на различия в строении ткани. У пациента с низким уровнем экспрессии ситуация явно хуже, нежели у того, у кого экспрессия находится на среднем уровне (около 50 FPKM).

Рис 5. Микропрепараты пациентов со средним уровнем экспрессии (слева) и низким уровнем экспрессии (справа)
© Руслан Нагимов, 2021