科學家繪制zui大蛋白質圖譜
發布日期：2015-10-13 瀏覽次數 ：892
【導讀】科學家已經發現了上萬種新的蛋白聯結，約占蛋白聯結總量的四分之一。
為了揭示蛋白質是如何構建細胞與機體，來自多個的科學家組成的研究團隊篩選了不同生物的細胞，這些細胞從變形蟲到蠕蟲到老鼠到人類，來源十分廣泛。
這項蛋白質科學的壯舉，是來自七個的三個研究小組合作的結果，由多倫多大學唐納利中心的Andrew Emili教授和德克薩斯大學奧斯汀分校的EdwardMarcotte教授領導，發現了成百上千種新的蛋白質相互作用，其中細胞內蛋白質的接觸作用大約占四分之一。
一個蛋白聯結的缺失都會致病。圖譜已經幫助科學家鎖定病變蛋白。這些數據將通過開放數據庫的訪問提供給各地的研究人員。
雖然十幾年前的人類基因組測序無疑是生物學中偉大的發現之一，然而這只是人們對細胞工作的深入了解的開始。基因只不過是一幅模板，而它的復制品——蛋白質，擔任了細胞運轉的主要工作。
蛋白間相互聯系，共同協作。許多蛋白質結合形成所謂的分子機器并在細胞活動中扮演關鍵角色，例如合成新的蛋白質，或者是回收舊蛋白，再造新蛋白。但是人類細胞中有上萬種蛋白質，其中的大部分我們仍舊不知道它們的作用。
于是有了Emili 和Marcotte的圖譜，團隊使用的方法，可以提取細胞內數千個分子機器并分析其蛋白構成。然后他們建立了一個類似于社交網站的網絡，通過探知未知蛋白與已知蛋白的聯結，推知未知蛋白質的功能。例如，未知蛋白與“雜活兒工”蛋白有聯結，那么這個未知蛋白可能也具有細胞修復功能。
今天這項里程碑式的研究收集了九個物種分子機器的信息，分別包含了面包酵母、阿米巴蟲、海葵、蒼蠅、蠕蟲、海膽、青蛙、老鼠和人類，并由此可以繪制出一個生命樹圖。這個新的圖譜將蛋白質結合體數目擴大到已知的十倍有余，并可以讓我們觀察到它們如何隨著時間進行進化的。
“對于我來單單是此項研究的規模就足以吸引人們的眼球，我們已知的每個物種的蛋白聯結已達到到原先所知的三倍。我們現在通過蛋白質相互作用網絡可以非常可靠的預測，所有動物具有超過一百萬種蛋白質相互作用，這從根本上來講是一個巨大的進步。”Emili說，他也是疾病管理生物標記方面的安大略研究會主席、分子遺傳學教授。
研究發現，自從十億年前原始細胞出現之后，動物生命出現在地球上以前，成千上萬種蛋白質協作關系一直保持不變。
“就蛋白質分布而言，人類與其他物種通常是相同的，這不僅印證了我們擁有共同祖先，也對在基因組學的基礎上研究多種疾病以及這些疾病如何存在于不同物種中有實際意義。”Marcotte說。
在確定人類疾病的可能原因方面，人們已經證明這個圖譜是有用的，例如一種新發現的分子機器名為Commander，由十二個單一的蛋白質組成。人們曾發現一些智力障礙患者的機體里具有編碼Commander某些組分的基因，但并不清楚這些蛋白質的機制。
由于Commander存在于所有動物的細胞里，研究生FanTu正在破壞蝌蚪中的蛋白質部件，揭示了胚胎發育階段腦細胞位置異常，并為復雜的人類起源問題提供了一個可能。
“有了成千上萬種蛋白質相互作用，我們的圖譜會幫助人們研究蛋白質相互作用和人類疾病的多種聯系，這是我們未來幾年的研究方向。”Emili博士總結道。
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