ما هو علم الجينوم الهيكلي؟
تسعى علم الجينوم الهيكلي إلى وصف الهيكل ثلاثي الأبعاد لكل بروتين مشفر بواسطة جينوم معين. يسمح هذا النهج القائم على الجينوم باستخدام طريقة عالية الإنتاجية لتحديد الهيكل عن طريق مزيج من النهج التجريبية والنمذجة. الفرق الرئيسي بين علم الجينوم الهيكلي والتنبؤ الهيكلي التقليدي هو أن علم الجينوم الهيكلي يحاول تحديد هيكل كل بروتين مشفر بواسطة الجينوم ، بدلاً من التركيز على بروتين معين. مع توفر تسلسل الجينوم الكامل ، يمكن إجراء التنبؤ بالهيكل بشكل أسرع من خلال مزيج من الأساليب التجريبية والنمذجة ، خاصة لأن توافر عدد كبير من الجينومات المسلسلة وهياكل البروتين المحلولة سابقًا يسمح للعلماء بتصميم هيكل البروتين على هياكل المماثلة المحلولة سابقًا.  نظرًا لأن بنية البروتين مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بوظيفة البروتين ، فإن علم الجينوم الهيكلي لديه القدرة على إعلام المعرفة بوظيفة البروتين. بالإضافة إلى توضيح وظائف البروتين، يمكن استخدام علم الجينوم الهيكلي لتحديد طيات البروتين الجديدة والأهداف المحتملة لاكتشاف الأدوية. تتضمن علم الجينوم الهيكلي اتخاذ عدد كبير من الأساليب لتحديد الهيكل ، بما في ذلك الأساليب التجريبية باستخدام تسلسل الجينوم أو الأساليب القائمة على النمذجة القائمة على التسلسل أو التكافل الهيكلي للبروتين ذات الهيكل المعروف أو القائمة على المبادئ الكيميائية والفيزيائية للبروتين مع عدم التكافل مع أي هيكل معروف.  على عكس البيولوجيا الهيكلية التقليدية، فإن تحديد هيكل البروتين من خلال جهد الجينوميات الهيكلية غالباً (ولكن ليس دائماً) يأتي قبل أن يعرف أي شيء بشأن وظيفة البروتين. هذا يثير تحديات جديدة في المعلوماتية الحيوية الهيكلية، أي تحديد وظيفة البروتين من بنيته ثلاثية الأبعاد.  تؤكد علم الجينوم الهيكلي على تحديد نسبة الإنتاجية العالية لهياكل البروتين. ويتم ذلك في مراكز متخصصة في علم الجينوم الهيكلي.  بينما يتابع معظم علماء الأحياء الهيكليين هياكل البروتينات الفردية أو مجموعات البروتينات، يتابع المتخصصون في علم الجينوم الهيكلي هياكل البروتينات على نطاق الجينوم. وهذا يعني استنساخ واسع النطاق والتعبير والتنقية. واحدة من المزايا الرئيسية لهذا النهج هي اقتصاد الحجم. من ناحية أخرى، يتم التشكيك في القيمة العلمية لبعض الهياكل الناتجة. مقالة علمية من يناير 2006 تحلل مجال علم الجينوم الهيكلي.  إحدى مزايا علم الجينوم الهيكلي، مثل مبادرة هيكل البروتين، هو أن المجتمع العلمي يحصل على إمكانية الوصول الفوري إلى هياكل جديدة، وكذلك إلى المفاعلات مثل المستنسخات والبروتين. العيب هو أن العديد من هذه الهياكل هي من البروتينات ذات الوظيفة غير المعروفة وليس لديها المنشورات المقابلة. وهذا يتطلب طرقًا جديدةً لتوصيل هذه المعلومات الهيكلية إلى مجتمع البحوث الأوسع. طور مركز المعلومات الحيوية في المركز المشترك لعلم الجينوم الهيكلي (JCSG) مؤخرًا نهجًا قائمًا على ويكي وهو شبكة التعليق على بنية البروتين المفتوحة (TOPSAN) لتعليق هياكل البروتين الناشئة عن مراكز علم الجينوم الهيكلي عالية الإنتاجية.