人类蛋白质组Meta-Scale量化方法

生物学的一个主要难题是,虽然人类基因组包含约20000个基因,许多相对原始的生物——包括universally-studied蠕虫秀丽隐杆线虫——几乎相同数量的基因。

如果不是基因,是什么导致了量子飞跃两个物种之间的复杂性?

一个答案可能在于蛋白质组学领域,专注于识别和定义组成单个细胞蛋白质构建块。而不是一个基因编码一种蛋白质的一个目的,人类基因像强大的压缩文件,数以百计的不同的单个基因可以在代码中每个执行精确的功能蛋白质,身体。

多达95%的人类基因有此功能,称为可变剪接。

一个今天发布的新研究(3月24日)在《华尔街日报》自然生物技术概述了meta-scale方法量化人类蛋白质组和蛋白质的大量人体产生的变异。蛋白质组学是生物学的基石和了解蛋白质的功能障碍导致疾病的前兆。

由约书亚浣熊,威斯康星大学麦迪逊分校的生物分子化学教授莫格里奇研究所,研究员,研究小组开发出一种名为“深蛋白质组测序”的方法,提供了前所未有的特征出现在标准的蛋白质蛋白质组学实验。

项目使用了六个不同的人类细胞类型和六个蛋白酶,酶,蛋白质分解成更小的碎片(肽)作为原料的检测实验。肽的研究团队分析了采用不同的质谱分析方法,识别蛋白质的领先技术。

研究人员发现超过100万肽从17717种不同的蛋白质组。从这些数据,他们可以检测到大约80%的所有单个蛋白质的序列在这些样本-增加了巨大的标准方法只有~ 20%的蛋白质序列。实现这一更完整的图片是蛋白质组研究的圣杯。“质谱和蛋白质组学领域的,一直有一种目标检测所有的蛋白质存在于样本,然后完全测序个体蛋白质,”库恩说。“但是我们真的没有检测整个蛋白质,只有小块的。”

“数据生成从这项研究表示最深的蛋白质组学地图收集到目前为止,“浣熊补充道。“这些方法和综合映射的蛋白质多样性资源奠定基础,有望促进将来的研究工作。”

研究小组创建了一个网上公开可用的资源deep-sequencing.app试验中,科学家可以查询任何基因修改并检查相应的肽和蛋白质与基因有关。

这个项目,主要是由美国国立卫生研究院,主要输入收到的马克斯普朗克研究所的研究小组在德国生物化学,在加拿大多伦多大学,在澳大利亚和加文研究所。马克斯·普朗克研究所的科学家帕维尔Sinitcyn现在黑人实验室的博士后和Morgridge跨学科的博士后,导致产生的大规模数据分析为一个项目工作,在未来10年超过5 tb的数据。在多伦多,研究员本杰明布兰考对可变剪接提供全面的专业知识。

科学家们不同意对可变剪接有助于蛋白质多样性,主要是因为这个过程很难在蛋白质水平检测。浣熊实验室项目是第一个专门针对实际蛋白质剪接事件的证据。他们发现大多数的可变剪接在RNA阶段发现的基因表达也存在蛋白质。

“我认为这些知识告诉我们,是的,这些想法这个曲目拼接——允许细胞的蛋白质为不同的目的——现在验证。这是第一次我们已经能够测量它,证明它,”库恩说。

在马克斯普朗克研究所,Sinitcyn尤尔根•考克斯实验室的工作,一群世界领先的生物信息学领域的计算质谱。Sinitcyn开发软件解决方案能够检测单一氨基酸变异和可变剪接的证据质量规范数据。

“我们正在处理超过5 tb的来自异构数据源的数据,所以我们的第一个问题是找到一个方法来产生假阳性的可能性很高,占“Sinitcyn说。”,但第二个问题,激动人心,实际上是为了演示相关的这个数据集可能是重要的生物问题。”

参考:Sinitcyn P,理查兹,Weatheritt RJ, et AL。全球人类变异和亚型检测蛋白质组测序。Nat生物技术。2023年。doi:10.1038 / s41587 - 023 - 01714 - x。

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