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未知物种蛋白质组学研究

cyq 发表于 2010-05-13 08:32 | 来源: | 阅读

使用一种新型的蛋白质标记技术(protein labeling)可以对未知生物的基因组开展研究。

东方蝾螈(Newt)是一种可以在四肢甚至内脏器官损伤之后重新再生的动物,因此它们是研究再生现象(regeneration)非常好的动物模型。但是东方蝾螈是一种基因组非常复杂而且尚未进行完全测序的生物。它的基因组要比人体基因组大10倍之多,因此似乎很难对东方蝾螈进行高通量的蛋白质组学研究。不过现在,德国巴特诺海姆(Bad Nauheim)马克•普朗克研究所(Max Planck Institute)的Thomas Braun研究小组在新生的东方蝾螈尾巴里发现了将近3000种蛋白质,他们使用的技术是一种常用于对不同培养环境下细胞蛋白质组进行比较分析的标记(labeling)技术。

通常进行蛋白质组学研究的方法都是先将蛋白质组酶解成一个个的小肽段,然后运用质谱分析技术确定这些肽段的序列,最终通过与数据库数据进行比对的方法判断出原始蛋白质的序列。如果对某个物种的基因序列和蛋白质序列都了解得非常清楚时上述这种研究策略还是非常可行的,但是如果进行跨物种的物种间比对,那么就很容易得到错误的结论。

Mario Looso是Braun研究小组里的一名生物信息学家,他提出可以在细胞培养时加入稳定的同位素标记的氨基酸,用这种方法进行双重的蛋白质序列分析(double-check)。这种所谓的稳定同位素标记氨基酸细胞培养技术(Stable Isotope Labeling with Amino acids in Cell culture,SILAC)是在细胞培养时加入被同位素标记的“重一些”的赖氨酸,以此来跟踪蛋白质的转归或者对不同培养条件下蛋白质的表达情况进行比较。

Braun和Looso等人使用了这种SILAC技术对未标记的东方蝾螈和标记的东方蝾螈进行了研究,用这种方法来寻找能够与他们(Braun实验室)建立的东方蝾螈表达序列标签文库(expressed sequence tag library)以及斑马鱼文库、青蛙文库、蝾螈(salamander)文库、人类文库和小鼠文库当中的序列相匹配的蛋白质。当Braun等人在普通培养条件和同位素培养条件下都发现了同一蛋白质时,他们就认为这个结果是可信的。“如果没有这种同位素标记技术,你将永远不可能知道你通过质谱分析得到的结果究竟是珍宝还是垃圾。”Braun这样说道。

有了这种同位素标记技术,科研人员们就能够对再生的东方蝾螈尾部蛋白质组和正常未受伤的东方蝾螈尾部蛋白质组进行比对。现在,他们又开始使用这种方法对蛋白质的翻译后修饰和蛋白转归调控机制进行研究。能够对正在生长中的生物体内物质开展研究的这种能力具有非同寻常的意义和作用。Braun解释说:“大部分蛋白质组学研究时使用的都是体外培养的细胞,因为体内试验太难实现了。我们希望其他的研究者们也能使用我们用到的这种策略对他们感兴趣的模式生物进行分析,而不仅仅是东方蝾螈。”

 

原文检索:
monya baker. (2010) Proteomics for exotic organisms Nature Methods,7(4):260.
YORK/编译

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