人類蛋白組中潛在的真實互作約7.4萬至20萬對，而可能的蛋白-蛋白互作對總數(shù)高達(dá)2億。如何在如此龐大的搜索空間中準(zhǔn)確識別出真實的相互作用，一直是領(lǐng)域內(nèi)的巨大挑戰(zhàn)。2025年9月，Science雜志發(fā)表題為Predicting protein-protein interactions in the human proteome的里程碑式研究成果。

這項工作系統(tǒng)性地構(gòu)建了迄今為止最全面的人類蛋白相互作用（PPI）的高精度預(yù)測模型，通過整合30PB基因組數(shù)據(jù)與深度學(xué)習(xí)技術(shù)，系統(tǒng)鑒定了17,849組高置信度蛋白相互作用，其中 3,631 組為首次發(fā)現(xiàn)的全新互作關(guān)系，不僅大幅拓展了我們對生命分子網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識，更為理解疾病機制、推動精準(zhǔn)醫(yī)療提供了前所未有的分子藍(lán)圖。

研究團(tuán)隊開發(fā)了omicMSA技術(shù)，從2萬多種真核生物的基因組數(shù)據(jù)中直接組裝蛋白序列，將共進(jìn)化信號的分析靈敏度提升7倍，相當(dāng)于為“模糊的星空圖”裝上高分辨率望遠(yuǎn)鏡。

在此基礎(chǔ)上，利用AlphaFold數(shù)據(jù)庫中的200萬個高質(zhì)量單體結(jié)構(gòu)，提取出100萬組域-域相互作用，訓(xùn)練出深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò) RoseTTAFold2-PPI（RF2-PPI）模型。該模型在保持90%高精度的同時，速度比AlphaFold2快20倍，真正實現(xiàn)又快又準(zhǔn)。

基于上述技術(shù)，研究人員系統(tǒng)篩選了2億對人類蛋白對，最終鑒定出17,849組高置信度蛋白互作，其中3,631組為以往未知的新互作。這些預(yù)測不僅覆蓋大量跨膜蛋白、免疫相關(guān)蛋白等難以實驗檢測的類型，還提供了高質(zhì)量的三維結(jié)構(gòu)模型，為機制研究打下基礎(chǔ)。

從“基因變異”到“致病機制”，該模型的預(yù)測結(jié)果在多個疾病方向上展現(xiàn)出重要價值。比如，首次預(yù)測KLRG1與TLR3的相互作用，其界面突變與皰疹病毒腦炎易感性直接相關(guān)；發(fā)現(xiàn)未表征蛋白C8orf82與電子轉(zhuǎn)移黃素蛋白復(fù)合物結(jié)合，為能量代謝障礙提供新機制；揭示CFAP91在精子鞭毛形成復(fù)合物中的支架作用，解釋了CATIP突變致病的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

研究團(tuán)隊已公開所有預(yù)測結(jié)果和中間數(shù)據(jù)，這項研究不僅是數(shù)據(jù)庫的擴(kuò)充，更是研究范式的轉(zhuǎn)變——從“假設(shè)驅(qū)動”轉(zhuǎn)向“數(shù)據(jù)驅(qū)動”的生物學(xué)發(fā)現(xiàn)。當(dāng)然，這項宏大的互作研究也存在明顯的缺陷——沒有實驗驗證。但是，它盡可能地為我們展現(xiàn)了蛋白互作的各種可能性，拓寬了我們對互作的認(rèn)識和認(rèn)知。美是一種呈現(xiàn)，好好欣賞。

除了蛋白互作可以做美圖，發(fā)頂刊，蛋白與疾病或表型的相關(guān)性也可以做美圖，發(fā)頂刊。