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质谱技术帮助科学家发现蛋白质组学重要成果

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-12-29  来源:生物通
核心提示:最近,来自瑞士和荷兰的科学家,对在22种不同生长条件下大肠杆菌表达的蛋白质,进行了定量和定性分析。确定了超过2300个蛋白质,
最近,来自瑞士和荷兰的科学家,对在22种不同生长条件下大肠杆菌表达的蛋白质,进行了定量和定性分析。确定了超过2300个蛋白质,其中一些处于每个细胞一个副本的平均水平。由此产生的数据集描述了细胞中大多数(> 90%)的蛋白质量,对细胞生物学家来说这将是一个宝藏。相关研究结果发表在十二月出版的《Nature Biotechnology》。

为了了解细胞内的基因组信息和它们的生理机能之间的关系,重要的是要评估哪些基因在不同条件下积极参与产生蛋白质。收集这些信息的最直接的方式是,对细胞中存在的蛋白质进行定量测量。

随着技术的进步,最近才使得绝对蛋白质水平的大规模测量成为可能。来自巴塞尔大学和苏黎世大学(瑞士)、格罗宁根大学(荷兰)的科学家们,联手测量在22种不同条件下生长的大肠杆菌中的蛋白质。使用质谱法为基础的蛋白质组学方法,他们不仅确定了存在哪些蛋白质,而且还确定了每个细胞中有多少个副本。

大型数据集

系统生物学教授Matthias Heinemann说,来自大规模数据集的结果,将激励更多新的研究成果,他与巴塞尔大学的Alexander Schmidt一起协调实验。他解释说:“我们成功地分析了这些细胞中百分之90的蛋白质量。我们发现,有超过2300种不同的蛋白质,代表着4300个细菌基因中的超过一半。这使大肠杆菌中绝对定量的蛋白质数量增加了一倍。对于这些蛋白质中的一些,还没有确定其功能。但是,通过研究超过22种不同生长条件下的表达模式,我们现在获得了一个关于‘它们正在做什么’的线索。”

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蛋白质有非常不同的表达水平,从每个细胞平均超过100000个副本,到两个、一个甚至更少的水平。Heinemann说:“首先,这表明我们的方法是多么的敏感,但它也会让你想知道,在非常低的水平表达的蛋白质有什么功能,通过纯粹的随机效应,虽然一些基因可能是活跃的(从而随机产生蛋白质),但我们并不排除一个细胞中一个蛋白单拷贝的一种适当功能。毕竟,其他的生物实体——显示为单拷贝(如基因),也具有一种功能,研究还发现了对细菌蛋白质的新翻译后适应性。

新问题

在这篇论文中描述的数据集,正在被其他科学家所使用,并引发了新的令人兴奋的研究调查。作者指出:“我们的数据将作为新研究的参考数据,并已经促成了一些正待出版的研究结果。这个数据集可让科学家们能够提出并回答新的问题。”

对于这项研究,在不同条件下生长的细菌是在格罗宁根大学培养的。样品被运到巴塞尔大学,蛋白质含量(包括膜结合蛋白)是通过质谱分析法分离和分析的。最后,整个团队对这些结果进行了分析。

 
 
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