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中美等科学家联手绘制细胞活性蛋白图谱

时间:2006-06-03 19:50来源:生物通 作者:admin 阅读:
        人类基因组已经测序完成四年多了,现在科学家们关注的是弄清楚各个基因和它们的产物——蛋白质的功能。多亏了Max  Planck生化研究院的研究者们,该过程的主要步骤已经完成。该研究院的研究者们与来自丹麦、加拿大、中国和美国的同事们一起合作,展现了怎么利用尖端的方法将细胞某个时刻的全部活性蛋白编成目录。他们的工作阐明了细胞是怎样利用蛋白的。他们的研究发表在《Cell》杂志上(Cell  125,  1-13)。

        细胞就像一座小城市。它们包含了所有用于自身的构造,功能,生长和交流运作的所必需的组成部分。超过一个世纪以来,科学家们利用显微镜来观察细胞的结构和其内的细胞器,然后推论得到出它们的功能。科学家们利用生物化学的办法来研究细胞这一生命的基本组成单位内的生命活动。现在,他们详细地弄清楚了细胞的结构:从线粒体,这一产生能量的细胞“工厂”,到蛋白合成与代谢过程所必需的内质网;和到负责脂质合成与储存用于细胞生长能量的高尔基体。

        目前,Matthias  Mann领导的科学家们对确定蛋白复合体内的各个蛋白进行了深入的研究。在细胞内,蛋白具有各种不同的功能,从运输到机械支持。作为酶,它们催化各种代谢过程。在信号链中它们也是重要的组成成分,如信息从细胞外传送到细胞内,然后再传送到细胞核的过程,蛋白在这一路径上控制着遗传信息的转录和转录后的蛋白合成。

        在研究中,蛋白组学研究者对小鼠的肝细胞进行了研究。利用质谱法(mass  spectrometry)和通过比较数据库,科学家们能够在10个不同细胞区室(cell  compartment)内检测超过1,400种蛋白。先前的分析已经表明某种特定的蛋白能将自己清楚的分配到特定的细胞器内。科学家们将蛋白复合体分离,并利用这些蛋白作为标记。与这些标记蛋白出现在一起的蛋白也就可以分配到它们合适的位置去。这种方法叫做蛋白相互关系分析法(protein  correlation  profiling),是由Matthias  Mann和他的同事们发明的。在先前的研究中已经成功利用该方法确定单个细胞器内蛋白的组成成分。

        确定各个细胞区室内的蛋白后,科学家们比较各个细胞器内相关的蛋白。在1400种可以清楚地在各个细胞器观察到的不同蛋白中,大约40%的蛋白在其他的细胞器中也存在。这个结果可以与在酵母细胞中进行的研究比较。在进化的过程中,酵母蛋白可以保真的停留在细胞器内。一百万年以来,它们的位置是稳定不变的。而这个时间足够一种简单的生物进化成哺乳动物了。

          这些成果在细胞生物学上具有里程碑的意义。Matthias  Mann说:“我们第一次能够在细胞内精确地确定了大量的蛋白各自属于哪个位置。使得我们能够对它们的功能和它们与其它蛋白,其它细胞器的相互作用有了新的理解。”研究者们希望蛋白相互关系分析法能帮助他们确定哪种蛋白参与了调控的失败过程。这将为研究细胞之间的信息交流扰乱时引起的疾病做出巨大贡献。        (生物通:亚历)(责任编辑:泉水)
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