Red blood cell proteomics

Since its discovery in the 17th century, the red blood cell, recognized in time as the critical cell component for survival, has been the focus of much attention. Its unique role in gas exchange (oxygen/CO2 transport) and its distinct characteristics (absence of nucleus; biconcave cell shape) together with an – in essence – unlimited supply lead to extensive targeted biochemical, molecular and structural studies. A quick PubMed query with the word “erythrocyte” results in 198 013 scientific articles of which 162 are red blood cell proteomics studies, indicating that this new technique has been only recently applied to the red blood cell and related fields. Standard and comparative proteomics have been widely used to study different blood components. A growing body of proteomics literature has since developed, which deals with the characterization of red blood cells in health and disease. The possibility offered by proteomics to obtain a global snapshot of the whole red blood cell protein make-up, has provided unique insights to many fields including transfusion medicine, anaemia studies, intra-red blood cell parasite biology and translational research. While the contribution of proteomics is beyond doubt, a full red blood cell understanding will ultimately require, in addition to proteomics, lipidomics, glycomics, interactomics and study of post-translational modifications. In this review we will briefly discuss the methodology and limitations of proteomics, the contribution it made to the understanding of the erythrocyte and the advances in red blood cell-related fields brought about by comparative proteomics.

RésuméÀ partir de sa découverte, au début du xviie siècle, le globule rouge, reconnu après comme le composant du sang le plus critique pour la survie, a été le sujet de beaucoup d’intérêt. Sa fonction unique dans l’échange de gaz (transport d’oxygène/CO2) et ses caractéristiques cellulaires distinctes (absence de noyau, forme biconcave) et l’existence d’un réservoir essentiellement illimité ont permis des études biochimiques, moléculaires et structurales ciblées. Une recherche rapide sur PubMed employant le mot « érythrocyte » identifie 198 013 publications scientifiques, parmi lesquelles 162 sont des études protéomiques, indiquant que cette nouvelle technique a seulement récemment trouvé une application dans l’étude du globule rouge et les domaines proches. La protéomique standard et comparative a été largement utilisée dans l’étude des différents composants du sang. Un nombre croissant d’articles sur la protéomique ont été publiés qui traitent de la caractérisation des globules rouges des individus sains et malades. La possibilité offerte par la protéomique d’obtenir une vision d’ensemble de toutes les protéines du globule rouge a donné des aperçus uniques dans beaucoup de domaines et en particulier dans la médecine transfusionnelle, les études d’anémie, la biologie des parasites intraérythrocytaires et la recherche appliquée. Sans l’ombre d’un doute la protéomique a donné une contribution substantielle à la compréhension du globule rouge, mais en fin de compte une compréhension complète sera seulement possible par la combinaison d’études protéomique, lipidomique, glycomique, interactomique et l’étude de modifications post-traductionelles. Dans cette synthèse, nous discuterons brièvement les méthodologies et les limitations de la protéomique, la contribution donnée à la compréhension du globule rouge et les progrès dans les domaines proches apportés par l’application de la protéomique comparative.