Кіріспе
Гликомика зерттеу бастамасы
Функционалды гликомикалар консорциумы (CFG) – 2001 жылы Ұлттық жалпы медициналық ғылымдар институтының (NIGMS) «протеин-көмірсутектер өзара әрекеттесуі жасушалық қарым-қатынасты қалай реттейтінін анықтау» мақсатымен берілген грантпен қаржыландырылған ірі ғылыми-зерттеу бастамасы. Осы мақсатқа жету үшін CFG сүтқоректілердің гликанды байланыстыратын ақуыздарының (GBP) үш негізгі класының функцияларын зерттейді: С типті лектин, галектин және SIGLEC; көмірсуларды байланыстыратын иммундық рецепторлар: CD1, Т жасушасы рецепторы және көмірсуларға қарсы антиденелер; сондай-ақ, қабылдаушы жасуша гликандарына рецептор ретінде байланысатын микроорганизмдердің GBP-лерін зерттейді. CFG құрамында сегіз негізгі құрылымдық бөлімше және 500-ден астам зерттеуші бар, олар бірлесіп ресурстар мен қызметтерді әзірлеп, оларды ғылыми қауымдастыққа тегін ұсынады. Бұл ресурстардан алынған деректер Функционалдық гликомика шлюзі арқылы қолжетімді деректер базасына енгізіледі, бұл CFG және Nature Publishing Group арасындағы серіктестік арқылы қолдауға алынатын веб-ресурс.
the three major classes of mammalian glycan binding proteins (GBPs): C type lectin, galectin, and SIGLEC
immune receptors that bind carbohydrates: CD1, T cell receptor, and anti carbohydrate antibodies
GBPs of microorganisms that bind to host cell glycans as receptors. The CFG comprises eight core facilities and 500+ participating investigators that work together to develop resources and services and make them available to the scientific community free of charge. The data generated by these resources are captured in databases accessible through the Functional Glycomics Gateway, a web resource maintained through a partnership between the CFG and Nature Publishing Group.
Ұйым
CFG үш негізгі компоненттен тұрады: қатысушы зерттеушілер, орталықтар және басқару комитеті.
Жарық
CFG қаражатының басым бөлігі ғылыми ядроларға инвестицияланады, олар жаңа ресурстарды, жаңа технологияларды және зерттеушілердің зерттеулерінде пайдаланатын ақпараттық платформаны жасауға жауапты. Сегіз CFG ядросы төменде сипатталған: The Scripps Research Institute-те орналасқан Әкімшілік ядро (A), CFG басқару комитетіне, ядроларға және қатысушы зерттеушілерге қолдау көрсетеді, кездесулер мен семинарларды жоспарлайды, тоқсан сайынғы жаңалықтарды жариялайды, ресурстарға сұраныстарды жеңілдетеді, CFG-ге қатысты жарияланымдарды қадағалайды және NIGMS-ке прогресс туралы есептер жазады. А ядросы сондай-ақ Core B-мен тығыз жұмыс істейді, Functional Glycomics Gateway сайтындағы мазмұнды жаңартуға және жаңа мазмұн дамытуға көмектеседі. Массачусетс технология институтында орналасқан Биоинформатика ядросы (B) CFG-ге қатысты барлық деректер мен ақпаратты алуға, сақтауға және таратуға жауапты. Осы мақсатта Core B Nature Publishing Group компаниясымен бірлесіп CFG-нің Functional Glycomics Gateway сайтының әзірлеу жұмыстарын жүргізеді. Мұнда B ядросы CFG ғылыми ядролары мен қатысушы зерттеушілер, сондай-ақ басқа да қоғамдық деректер базаларынан алынған әртүрлі деректер жиынтығын біріктіру үшін күрделі реляциялық деректер базасын құрды. Осы деректер базаларының қолдануын арттыру үшін Core B ғылыми ядролармен бірлесіп деректерді өндіру және болжау үшін биоинформатикалық құралдарды әзірлеуге көмектеседі. Империал колледжі Лондонда орналасқан Аналитикалық гликотехнология ядросы (C) сүтқоректілер жасушаларынан алынған N және O-байланысты гликандардың массалық спектрометриялық профилін ұсынады, ең жоғары басымдық адам немесе егеуқұйрық иммундық жасушаларының таза популяцияларына беріледі. The Scripps Research Institute-те орналасқан Гликан массиві синтезі ядросы (D) көмірсутектер қосылыстарын (моносахаридтер, дисахаридтер және т.б.), гликанмен байланысатын ақуыздар мен антигликан антиденелерін зерттеушілерге тарату үшін өндіреді және жинайды. Осы реагенттердің көпшілігі қатысушы зерттеушілер тарапынан жомарт түрде ұсынылған. Core D сонымен қатар CFG гликан массиві үшін гликандарды синтездейді және басып шығарады (төмендегі Core H қараңыз). The Scripps Research Institute-те орналасқан Ген микроматрицасы ядросы (E) зерттеушілер ұсынған РНК үлгілерін Affymetrix технологиясын қолдана отырып жасалған, жеке гликогендік чип массивіне скринингтен өткізеді. Чипте 2000-ға жуық адам және тышқан гендерінің экспрессиясын бақылауға арналған зондтар жиынтығы бар, оның ішінде гликозилтрансферазалар, гликанмен байланысатын ақуыздар, гликанды ыдырату ақуыздары, жасушааралық ақуыз тасымалдауы ақуыздары, қант тасымалдаушылар, адгезия молекулалары, интерлейкиндер, муциндер, өсу факторлары, цитокиндер, хемокиндер және т.б. бар. Бұрын The Scripps Research Institute-те орналасқан Тышқан трансгенезі ядросы (F) қазір жабылды. 2001 жылдан 2009 жылға дейін Core F гликанмен байланысатын ақуыздар немесе гликозилтрансферазалар жетіспейтін 26 толық және шартты нокаут тышқан желісін жасады. Барлық F ядросы штаммдары қазір Калифорния университетінің Дэвис қаласындағы немесе Джексон зертханасының (Jax) Мутанттық тышқандардың аймақтық ресурстық орталығында (MMRRC) сақталған. Қоғамға қызмет көрсету мақсатында CFG әлі де Functional Glycomics Gateway сайтындағы сайтты сақтап отыр, бұл зерттеушілерге гликогендік нокаут тышқан желісінің ықтимал көздерін табуға көмектеседі. Санфорд Бернхам медициналық зерттеу институтында орналасқан Тышқан фенотипі ядросы (G) бір немесе бірнеше гликогендерді жоюдың фенотиптік нәтижелерін сипаттау үшін Core F жасаған тышқан желілерінің гистологиясын, гематологиясын, метаболизмін, иммунологиялық қызметін және мінез-құлқын бағалау үшін қатысушы зерттеушілермен «менторлармен» жұмыс істейді. Тышқандар жөніндегі кіші комитеттің қалауы бойынша G ядросы кейде зерттеушілер ұсынған тышқан желілерін де бағалайды. Эмори университетінде орналасқан Ақуыз-гликан өзара әрекеттесу ядросы (H) зерттеушілер жасаған лектиндерді, антителоларды, антисераларды, микроорганизмдерді немесе адам, жануарлар және микроорганизмдерден алынған гликанмен байланысатын күдікті ақуыздарды сүтқоректі гликан массивінде көмірсулардың ерекшелігін анықтау және нақты лигандтарды анықтау үшін талдайды. Массивтің қазіргі нұсқасы (v4.1), Core D әзірлеген және басып шығарған, 465 түрлі гликанды қамтиды.
Administrative Core (A), located at The Scripps Research Institute, supports the CFG steering committee, cores, and participating investigators, plans meetings and workshops, publishes a quarterly newsletter, facilitates resource requests, tracks CFG related publications, and writes progress reports to NIGMS. Core A also works closely with Core B to update and develop new content for the Functional Glycomics Gateway site. Bioinformatics Core (B), located at the Massachusetts Institute of Technology, is responsible for acquiring, storing, and disseminating all CFG related data and information. For this purpose, Core B works with Nature Publishing Group to develop the CFG's Functional Glycomics Gateway site. Here, Core B has constructed complex relational databases to integrate diverse data sets generated by the CFG scientific cores and participating investigators, as well as data sets from other public databases. To increase the usability of these databases, Core B collaborates with the scientific cores to develop bioinformatics tools for data mining and prediction
Analytical Glycotechnology Core (C), located at Imperial College London, offers mass spectrometry profiling of protein N and O linked glycans from mammalian cells, with highest priority given to pure populations of human or murine immune cells. Glycan Array Synthesis Core (D), located at The Scripps Research Institute, produces and collects carbohydrate compounds (monosaccharides, disaccharides, etc. ), glycan binding proteins, and anti glycan antibodies for distribution to investigators. Many of these reagents were generously contributed by participating investigators. Core D also synthesizes glycans for and prints the CFG glycan array (see Core H below)
Gene Microarray Core (E), located at The Scripps Research Institute, screens RNA samples provided by investigators on a custom designed glycogene chip array developed using Affymetrix technology. The chip contains probe sets designed to monitor the expression of approximately 2000 human and mouse genes, including glycosyltransferases, glycan binding proteins, glycan degradation proteins, intercellular protein transport proteins, sugar transporters, adhesion molecules, interleukins, mucins, growth factors, cytokines, chemokines, and more. Mouse Transgenics Core (F), formerly located at The Scripps Research Institute, is now closed. From 2001 to 2009, Core F generated 26 total and conditional knockout mouse lines deficient in glycan binding proteins or glycosyltransferases. All Core F strains are now archived at the Mutant Mouse Regional Resource Center (MMRRC) at the University of California, Davis or The Jackson Laboratory (Jax). As a service to the community, the CFG still maintains a site in the Functional Glycomics Gateway to help investigators locate potential sources of glycogene knockout mouse lines. Mouse Phenotype Core (G), located at the Sanford Burnham Medical Research Institute, works with participating investigator “mentors” to assess the histology, hematology, metabolism, immunological function, and behavior of Core F generated mouse lines in order to describe the phenotypic results of deleting one or more glycogenes. At the discretion of the Mouse Subcommittee, Core G also occasionally evaluates mouse lines provided by investigators. Protein Glycan Interaction Core (H), located at Emory University, analyzes investigator generated lectins, antibodies, antisera, microorganisms, or suspected glycan binding proteins of human, animal, and microbial origins on a mammalian glycan array to determine carbohydrate specificity and identify specific ligands. The current version of the array (v4.1), developed and printed by Core D, contains 465 different glycans.
Басқару комитеті
CFG-ны Джеймс С. Полсон, Ph.D., Скриппс зерттеу институтының профессоры және CFG грантының жетекші зерттеушісі басқаратын басқару комитеті басқарады. Комитеттің қалған бөлігін – он бір қосымша гликомика сарапшысы және бір NIGMS ғылыми қызметкері құрайды. Бес кіші комитет негізгі бөлімдерді қадағалайды және ресурстарға басымдық беру және технологияны дамыту мәселелері бойынша басқару комитетіне ұсыныстар енгізеді: Биоинформатика кіші комитеті, Гликан массиві / Көмірсулар кітапханасы кіші комитеті, Гликанды талдау кіші комитеті, Тышқандар кіші комитеті және Номенклатура кіші комитеті.
Ресурстар
Жоғарыда сипатталған CFG ресурстары мен қызметтері, гликан байланыстырушы ақуыздар мен олардың лигандтарының өзара әрекеттесуі арқылы жасушалық қарым-қатынасты басқаратын күрделі биологияны зертетумен айналысатын зерттеушілерге тегін қолжетімді. Ресурстарды Функционалдық гликомика шлюзінің веб-сайтындағы нысанды толтыру арқылы сұрауға болады. Өтініш қабылданғаннан кейін, тиісті ядролық директор оны қарап шығып, қосымша ақпарат қажет болса зерттеушімен байланысады. Ядролық директор өтінішті бекіткеннен және оны орындау мүмкіндігін анықтағаннан кейін, CFG Басқару комитеті соңғы мақұлдау үшін оны қарастырады. CFG мүшесі болу ресурстар алу үшін міндетті емес, бірақ зерттеушінің мекемесі ресурстарды сұрау процесін аяқтау үшін CFG деректерді бөлісу туралы келісімін мақұлдауы тиіс.
Деректер қоры
CFG ғылыми ядроларымен алынған деректер, ПИ жіберген үлгілермен, сондай-ақ CFG ресурстарын пайдаланып өз зертханаларында зерттеушілер алған деректер CFG дерекқорына жүктелді, олар зерттеушілерге және ғылыми қауымдастыққа таратылады. Гликопротеиндер (GBP), гликан құрылымдары және гликозилтрансферазалар үшін арнайы деректер базалары деректерді интеграциялауға және жалпы мақсатқа жетудегі прогресті бағалауға көмектесу үшін әзірленген. CFG-ге қатысты барлық ақпаратты іздеудің ең оңай жолы – іздеу тіркемесіне кілт сөзді (мысалы, «галектин 1», «сиалий қышқылы» сияқты) немесе IUPAC көмірсутек номенклатурасын енгізу. Іздеу тіркемесі Функционалдық гликомикалық шлюздің жоғарғы бөлігінде орналасқан.
Қаржыландыру
2001 жылы CFG-ге NIGMS-тен бес жылдық 34 миллион долларлық грант (желім гранты) бөлінді. 2006 жылы CFG-нің гранты тағы бес жылға, қосымша 40,7 миллион доллармен жаңартылды. Грант бойынша қаржыландыру 2011 жылдың 31 тамызында тоқтатылды. CFG грант аяқталғаннан кейін де оның көптеген қызметтерін жалғастыру үшін басқа қаржыландыру көздерін іздеп жатыр.