蛋白质组学的进化-约翰·耶茨教授
蛋白质组学的进化系列的最后一期有一个采访耶茨教授来自分子医学系斯克里普斯研究．的耶茨实验室专注于开发蛋白质组学的策略和工具，以回答基本的生物学问题。
耶茨和他的实验室在推动蛋白质组学的发展方面发挥了重要作用，主要成就包括霰弹枪蛋白质组学的发展，以及蛋白质组学的创建SEQUEST串联质谱(MS)与蛋白质序列相关的算法，当然还有多维蛋白质识别技术(MudPIT)，导致蛋白质组学从传统的基于凝胶的二维质谱技术转向液相色谱方法。
莫莉·坎贝尔:在2018年说话你提到蛋白质组学是“基因组学的一个重大意外结果”。在您看来，蛋白质组学中最令人兴奋的突破是什么?
约翰·耶茨(JY):最大的突破是蛋白质组学的存在。在基因组首次测序的时候，蛋白质生物化学分析一次只关注一种蛋白质——这很费力，你可能要花整整一年的时间来对一种蛋白质进行测序。相对于我们今天所能做的，它的效率也非常低。现在，在短短几个小时内，你就可以对整个蛋白质复合体进行测序，并确定蛋白质复合体的每个成分在做什么。进步是惊人的。
蛋白质组学之所以是基因组学的重大意外结果是因为没有人谈论基因组测序对蛋白质生物化学的影响，它确实是一种不知从哪冒出来的东西，产生了巨大的影响。当你读到美国国家科学院的一份报告，以及他们为什么要对人类基因组进行测序时，大多数讨论都围绕着“哦，生物信息学将弄清所有东西的功能，我们将了解细胞是如何工作的”等等，而实际上没有讨论它可能对蛋白质生物化学产生的影响。
MC:斯克里普斯研究所的耶茨实验室开发并应用基于ms的蛋白质组学技术来研究阿尔茨海默病、精神分裂症和抑郁症等疾病。蛋白质组学方法如何增强我们对这些疾病的病理生理学的理解?
客户至上:这些都是非常复杂的疾病。有许多全基因组关联(GWAS)研究试图找出这些疾病的遗传成分，但不幸的是，这些研究有些不成功。由于这些研究的结果，“丢失的遗传“发生了——但也许这不是遗传性缺失?”也许不是基因，也许是环境，加上基因，以我们还不太了解的方式影响着蛋白质网络。
特别是阿尔茨海默病似乎是一种蛋白质平衡系统崩溃的疾病，这个系统维持蛋白质折叠和降解蛋白质。当它们错误折叠时，大脑中错误折叠的蛋白质就会积累起来，从而对细胞产生毒性等等。现在有很多疾病显然是蛋白质平衡网络的失败，蛋白质的错误折叠会导致功能的丧失或功能的增加。所以，我们真的需要在蛋白质水平上研究这些疾病，因为遗传学和基因组学只能到此为止。为了在蛋白质水平上做得更多，我们仍然需要改进我们的技术，这样我们才能与基因组学技术竞争。
莫莉·坎贝尔(MC):您开创了几种影响蛋白质组学研究的方法和软件系统的发展。在进一步完善蛋白质组学技术，使其变得越来越敏感和具体的过程中，您面临哪些技术挑战?
客户至上:该领域正在发生的一些趋势包括人们试图想出更有效和更高通量的方法。资助机构的抱怨之一是，你可以非常快速地测序数千个基因组，但你不能在蛋白质组学中做到这一点。有一种试图增加蛋白质组学吞吐量的努力，这样我们就能与基因组学更加兼容。在我看来，真正令人兴奋的事情之一是蛋白质组学向单细胞的转变。人们终于在生物相关细胞方面取得了进展，而不仅仅是那些充满少量蛋白质的细胞，如红细胞。这将是一个很大的面积。
我刚去了一个智库，由美国国立卫生研究院的一个研究所赞助，讨论单细胞蛋白质组学。我认为有足够的兴奋，资助机构可以开始投入一些资金来推进它。
我们在MS领域所依赖的一件事是仪器制造商不断推进技术。MS的一些非常基本的基础研究是在学术界进行的，但真正为了使这项技术有用，它必须商业化，并通过商业化给仪器带来的质量控制和标准来改进。当你去的时候总是很兴奋asm看看制造商会引进什么仪器或技术。
MC:请您介绍一下您最近在囊性纤维化方面发表的研究成果，以及这项研究如何帮助确定新的药物靶点?
客户至上:我们发表的一篇论文研究了与囊性纤维化有关的蛋白质的相互作用组，称为囊性纤维化离子转运调节因子(CFTR)。
我们观察了野生型蛋白质和最常见的疾病型蛋白质之间的中间区，也就是Delta f5，有一个疾病特异性的相互作用组。当我们开始研究相互作用体时，我们发现了大约40种蛋白质，如果我们抑制它们的表达，我们可以以某种方式影响蛋白质的疾病形式的成熟。
我们测试了其中的几个，大约八个，以确保它们真的能恢复通道功能。我们测试的8个中，有7个。这些酶很容易被药物靶向，因为你可以抑制它们的活性。
实际上，我们做了一个实验，从我们正在研究的一种蛋白质中找到了一种抑制剂，发表在文献中。我们制造了抑制剂并对其进行了测试，我们发现我们可以挽救突变的蛋白质形式。我们已经确定了一些蛋白质，它们是潜在的目标，如果你抑制它们的活性，你就可以拯救蛋白质。
我们最近也发表了研究成果。许多与CFTR相互作用的蛋白质是激酶和磷酸酶，所以我们开始研究CFTR的修饰，我们发现一些修饰看起来对蛋白质是否成熟以及是否应该被送到细胞表面的决策过程很重要。我们确定实际上存在一个翻译后修饰代码，它决定蛋白质是否成熟。我不确定这将如何转化为药物靶点的创造，但这无疑是有趣的生物化学。
司法院:将它们整合起来并不难，真正的挑战一直是试着优先考虑哪些元素需要先做(尤其是在一个很多人在做不同事情的实验室里)!
我们有一个相当强大和完善的软件工具管道，用于各种各样的事情，任何人在斯克里普斯做任何种类的蛋白质组学研究都可以使用。
很多人花时间在解决“我在实验中发现了什么生物学?”的问题上，并试图提出帮助人们更有效地回答这个问题的工具。当我们进行关于生物信息学的小组会议和讨论时，他们总是最有争议、最激烈、最活跃的讨论，是一个非常重要的话题。
MC:作为一名拥有多年研究经验的定量蛋白质组学专家，您对蛋白质组学的未来有何展望?
客户至上:这些问题总是很难回答。我认为蛋白质组学将在几个领域取得进展。当我们向单细胞分析的方向推进时，它会变得更加敏感。它的通量将变得更高，这样我们就可以分析更多的患者样本等等，使其与RNA序列不相上下。类型的策略。蛋白质组学的规模将会向前发展，我们可以在一个实验中获得整个蛋白质组。我们离成功已经很近了，也许已经足够近了。我们在单细胞实验中看到的一些实验有1200到1500个蛋白质，如果你看RNA序列。在实验中，他们只看到了大约3000个基因——所以我们离目标不远了。蛋白质组学的另一个主要目标是降低质谱仪的成本。
约翰·耶茨教授接受了科技网络科学作家莫莉·坎贝尔的采访。188金宝搏备用
