Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Using computational biology for the annotation of proteins

26.11.2012
Research carried out at Universidad Carlos III of Madrid (UC3M) in collaboration with the Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO – Spanish National Cancer Research Center) employed computational techniques to improve the characterization of proteins.
The system they developed has allowed them to predict, for example, the relationship between two human proteins and telomeres, which led to their possible implication in cellular aging and the development of cancer; this awaits experimental verification.

Proteins are molecules that are formed by chains of amino acids and they play a fundamental role in all of life, given that they contain the coded information in genes; they, therefore, carry out numerous functions in an organism: immunological (antibodies), structural (they constitute the majority of cellular material), bioregulating (they form part of enzymes) and a long list of etceteras. In short, they regulate thousands of process that take place within all organisms, including inside the human organism, and they frequently do so by means of relationships they establish with other cells.

“Analyzing and using this network of interactions is a very interesting task due to the large number of associations that exist and to the multiple forms in which one protein can influence the function of others,” explains Professor Beatriz García, of UC3M’s Computer Science department. “In such a complex biological scenario, determining the functional associations through experiments is very costly, so we have tried to apply computational tools to predict these functions and so orient experimentation,” she points out.

Thus, the idea is to use techniques from the field of Artificial Intelligence, specifically from the area of Machine Learning, to obtain useful results for Biology, as part of an emerging interdisciplinary field known as Biocomputing or Computational Biology. In this context, this line of research goes further in the annotation of the function of proteins, that is, in the determination of which protein or which group of proteins performs which task within an organism.

In short, these scientists have dealt with two specific problems: the prediction of functional associations between pairs of proteins in the bacteria Escherichia coli and the extension of biological pathways in humans. In addition, they offer conclusions regarding the interpretation of those predictions, which may help explain the function of the cellular processes that were studied.

“In particular,” states Beatriz García, “the predictions obtained regarding two human proteins stand out (E3 SUMO-protein ligase y E3 ubiquitin-protein ligase DTX1); these were previously related to the controlled degradation of certain proteins, and we can now propose a new function related to the stabilization of telomeres and, therefore, their possible implication in cellular aging and the development of cancer, which will require experimental verification”.

For this study, part of which was recently published in the journal PLoS ONE, the researcher has received the award for the best doctoral dissertation in her field (Experimental Sciences and Technology) from the Real Academia de Doctores de España (Spanish Royal Academy of Doctors).

The implications that this work holds for the scientific community are already being felt. In fact, the results of the first problem that the project analyzes have already been integrated into the predictions server EcID (E.coli Interaction Database) and they offer a reliability value for the predictions that improves the system’s performance when finding functional associations among the proteins that appear in this database.

Moreover, the second biological problem dealt with in the study opens a new area of research in Biocomputing, by extending already existing pathways. “The procedure it presents complements the only previously existing publication in the field, extending the pathways with many more proteins and exploring a greater surface of the network of interactions,” comments the researcher.

In addition, it could be applied to many more problems of functional annotation in Biology and other fields in which there is relevant information with multiple relationships. In any case, much work remains to be done in the area of Biocomputation. “There are still so many unresolved biological problems that need computational solutions,” assures Beatriz García, who highlights the relevance of this field, which is growing with the advances in new technologies; yet many computational challenges remain, such as the analysis of the new generation of sequencing. “This is an area that needs more trained professionals who can integrate Biology and Computer Science, in order to improve our knowledge of our organism at the molecular level and, finally, to facilitate the treatment of diseases,” she concludes.

Ana María Herrera | alfa
Further information:
http://www.uc3m.es/portal/page/portal/actualidad_cientifica/noticias/biology

More articles from Life Sciences:

nachricht The first genome of a coral reef fish
29.09.2016 | King Abdullah University of Science and Technology

nachricht New switch decides between genome repair and death of cells
27.09.2016 | University of Cologne - Universität zu Köln

All articles from Life Sciences >>>

The most recent press releases about innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Experimentalphysik - Protonenstrahlung nach explosiver Vorarbeit

LMU-Physiker haben mit Nanopartikeln und Laserlicht Protonenstrahlung produziert. Sie könnte künftig neue Wege in der Strahlungsmedizin eröffnen und bei der Tumorbekämpfung helfen.

Stark gebündeltes Licht entwickelt eine enorme Kraft. Ein Team um Professor Jörg Schreiber vom Lehrstuhl für Experimentalphysik - Medizinische Physik der LMU...

Im Focus: Der perfekte Sonnensturm

Ein geomagnetischer Sturm hat sich als Glücksfall für die Wissenschaft erwiesen. Jahrzehnte rätselte die Forschung, wie hoch energetische Partikel, die auf die Magnetosphäre der Erde treffen, wieder verschwinden. Jetzt hat Yuri Shprits vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ und der Universität Potsdam mit einem internationalen Team eine Erklärung gefunden: Entscheidend für den Verlust an Teilchen ist, wie schnell die Partikel sind. Shprits: „Das hilft uns auch, Prozesse auf der Sonne, auf anderen Planeten und sogar in fernen Galaxien zu verstehen.“ Er fügt hinzu: „Die Studie wird uns überdies helfen, das ‚Weltraumwetter‘ besser vorherzusagen und damit wertvolle Satelliten zu schützen.“

Ein geomagnetischer Sturm am 17. Januar 2013 hat sich als Glücksfall für die Wissenschaft erwiesen. Der Sonnensturm ermöglichte einzigartige Beobachtungen, die...

Im Focus: New welding process joins dissimilar sheets better

Friction stir welding is a still-young and thus often unfamiliar pressure welding process for joining flat components and semi-finished components made of light metals.
Scientists at the University of Stuttgart have now developed two new process variants that will considerably expand the areas of application for friction stir welding.
Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH supports the University of Stuttgart in patenting and marketing its innovations.

Friction stir welding is a still-young and thus often unfamiliar pressure welding process for joining flat components and semi-finished components made of...

Im Focus: Neuer Schalter entscheidet zwischen Reparatur und Zelltod

Eine der wichtigsten Entscheidungen, die eine Zelle zu treffen hat, ist eine Frage von Leben und Tod: kann ein Schaden repariert werden oder ist es sinnvoller zellulären Selbstmord zu begehen um weitere Schädigung zu verhindern? In einer Kaskade eines bisher wenig verstandenen Signalweges konnten Forscher des Exzellenzclusters für Alternsforschung CECAD an der Universität zu Köln ein Protein identifizieren (UFD-2), das eine Schlüsselrolle in dem Prozess einnimmt. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Structural & Molecular Biology veröffentlicht.

Die genetische Information einer jeden Zelle liegt in ihrer Sequenz der DNA-Doppelhelix. Doppelstrangbrüche der DNA, die durch Strahlung hervorgerufen werden...

Im Focus: Forscher entwickeln quantenphotonischen Schaltkreis mit elektrischer Lichtquelle

Optische Quantenrechner könnten die Computertechnologie revolutionieren. Forschern um Wolfram Pernice von der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster sowie Ralph Krupke, Manfred Kappes und Carsten Rockstuhl vom Karlsruher Institut für Technologie ist es nun gelungen, einen quantenoptischen Versuchsaufbau auf einem Chip zu platzieren. Damit haben sie eine Voraussetzung erfüllt, um photonische Schaltkreise für optische Quantencomputer nutzbar machen zu können.

Ob für eine abhörsichere Datenverschlüsselung, die ultraschnelle Berechnung riesiger Datenmengen oder die sogenannte Quantensimulation, mit der hochkomplexe...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Heidelberg Laureate Forum: Eine Veranstaltung mit Zukunft

29.09.2016 | Veranstaltungen

Wissenschaftsjahr Meere und Ozeane - Oktober 2016

29.09.2016 | Veranstaltungen

EEHE 2017 – Strom statt Benzin. Experten diskutieren die Umsetzung neuester Fahrzeugkonzepte. Call vor Papers endet am 31.10.2016!

28.09.2016 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Schwerste Atome im Rampenlicht

29.09.2016 | Physik Astronomie

Zelluläres Kräftemessen

29.09.2016 | Interdisziplinäre Forschung

K 2016: Von OLED-Verkapselung bis Plagiatschutz

29.09.2016 | Messenachrichten