ゲノムは、どのようなタンパク質が作られる可能性があるかを示します。プロテオミクスは、実際にどのようなタンパク質が存在するかを示します。これは、タンパク質の発現、修飾、相互作用、機能などを含む、タンパク質の大規模な研究です。タンパク質は細胞の働きを担う重要な役割を担っており、その量は病気、薬剤、環境に応じて変化します。プロテオミクスは、こうした動的な状態を捉えるものです。

この分野は質量分析法と分離技術に依存している。試料はペプチドに分解され、液体クロマトグラフィーで分離後、質量分析法で分析される。得られたスペクトルはタンパク質データベースと照合され、タンパク質の同定と定量が行われる。1回の実験で数千種類のタンパク質を検出できる。リン酸化や糖鎖付加などの翻訳後修飾も解析可能である。

プロテオミクスは、疾患のバイオマーカーの発見、薬剤の作用機序の解明、タンパク質間相互作用の研究に用いられます。がん研究では、腫瘍の増殖を促進するタンパク質の特定に利用されます。微生物学では、病原体が抗生物質にどのように反応するかを研究するために用いられます。農業では、作物のストレス耐性を向上させるために利用されます。

課題は技術的なものです。タンパク質の存在量は細胞あたり数百万コピーからわずか数コピーまで大きく異なります。存在量の少ないタンパク質は検出が困難です。データは複雑で、解釈にはバイオインフォマティクスが必要です。しかし、プロテオミクスは成熟しつつあり、ゲノミクスやトランスクリプトミクスを補完することで、生物学のより包括的な全体像を提供しつつあります。