中国基因网

中国基因网您的位置：首页 >遗传基因 >

杂交的果蝇揭示了蛋白质如何被调节的新线索

2019-04-27 15:53:37 • 来源：

蛋白质是细胞的干扰者。他们执行细胞生长，繁殖和履行其他职责所需的所有工作。但基因携带的指令远远超过细胞中任何时候存在的蛋白质。因此，研究人员在给定时间和某些条件下了解细胞或组织中存在的蛋白质组或蛋白质组是有用的。了解蛋白质组的大小限制和细胞对蛋白质多样性的耐受性对于确定有机体如何进化至关重要。

杂交的果蝇揭示了蛋白质如何被调节的新线索

现在，斯克里普斯研究所(TSRI)的一个研究小组发现，通过杂交两种蝇类，他们可以利用他们从杂交后代蛋白质组学到的东西，找到关于蛋白质如何相互作用的新线索 -情况下可以容忍其他蛋白质。他们最近在“科学进展”杂志上报告了他们的发现。

“我们惊讶地发现，在胚胎发育过程中，杂交后代的蛋白质组比两种亲本物种的组合具有更多的复杂性和更多的蛋白质，”TSRI研究助理Casimir Bamberger博士说，该研究的第一作者。“它向我们展示了蛋白质组在发育过程中具有可塑性，后来在成年期丧失。这种蛋白质组在发育过程中增加的可塑性可能为生物进化时的快速表型变化提供额外的空间。”

研究人员使用一种称为自下而上蛋白质组学(有时称为鸟枪蛋白质组学)的技术来揭示混合果蝇中每种物种的哪些蛋白质存在。在这个过程中，蛋白质被消化成较小的肽，并用质谱法(MS)分析这些肽，质谱法测量样品中的分子质量。由于来自任一物种的肽的质量不同，研究人员能够追溯每个物种的基因组对杂种蛋白质组的贡献的蛋白质比例。

“MS是研究整个蛋白质组的唯一大规模方法，”TSRI化学生理学系教授，该研究的资深作者John Yates III博士说。

他的实验室专注于基于MS的蛋白质组学技术的开发和应用，以回答广泛的生物学问题。“我们可以使用这项技术同时识别和量化样品中的数千种蛋白质，”他补充道。

在这项研究中，研究人员交叉繁殖了两种果蝇，黑腹果蝇和果蝇(Drosophila simulans)。果蝇是研究基因和蛋白质的流行模型，因为它们在实验室中被很好地理解并且相对容易操作。来自杂种和两个亲本的蛋白质用不同的同位素标记，因此科学家们可以确定后代中的哪些蛋白质与母体的数量不同。

研究人员发现，在早期发育过程中，果蝇表达的新蛋白质在其发育的同一点上未在任何亲本物种中检测到。然而，幸存的成年人中蛋白质的数量减少了。这为研究人员提供了关于蛋白质稳定网络功能的新细节 - 细胞内的调节系统协调蛋白质的合成，折叠，修饰和降解，以及其他作用。

“我们发现，在这些正在发育的杂交种中，蛋白质组复杂性的增加伴随着蛋白质稳定网络的上调，这意味着它比平时更活跃，”Bamberger解释说。“这是因为它忙于去除它认为不存在的蛋白质。但另一方面，蛋白质稳定网络也可能有助于新的和额外的蛋白质如何稳定，从而在生物体内维持。”

Bamberger说，通过研究蛋白质稳定网络以及蛋白质如何相互作用，研究小组可以开始理解为什么某些蛋白质在蛋白质组中维持，尽管它们出现故障，例如癌症或包括阿尔茨海默病在内的神经退行性疾病。有一天，了解这些相互作用可能导致治疗某些疾病的新方法。

“更深入地了解大规模控制蛋白质 - 蛋白质相互作用的基本原理可能有助于我们了解物种如何实现快速的表型变异，或者如何使病变细胞保持蛋白质组的运行与日益突变的蛋白质，”Bamberger解释说。

耶茨补充说，这项研究也是了解动物繁殖的有用工具。“它告诉我们有多少遗传变化会阻止物种成功交配，以及当蛋白质水平发生时会发生什么，”他说。

郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如有侵权行为，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。

推荐内容