跨物种推动生物多样性蛋白质差异如何

为了更好地理解是什么驱使生物多样性在地球上,科学家们在历史上看着物种之间的基因差异。但这只提供了图片的一部分。一个特定物种的特征不仅仅是其基因的结果也是这些基因编码的蛋白质。4

理解物种之间的差异蛋白质组或所有的蛋白质,可以表示,因此,了解基因组之间的差异一样重要。

在一项新的研究中,耶鲁大学研究人员11哺乳动物的皮肤细胞的蛋白质组相比,,他们说,将帮助科学家理解分子生物多样性的司机和随着时间的推移这些因素是如何进化的。

他们发现,虽然许多蛋白质类似变量内和跨物种,物种之间的一些更变量,提供线索在哺乳动物进化的蛋白质可能更重要。工作也可以帮助研究人员了解为什么一些物种更能抵抗癌症。

他们的研究结果发表在9月9日科学的进步。

”为了了解生物多样性,以及了解不同跨物种的DNA,您可能还希望了解物种的行为,发展,和看起来不同,”说甘特瓦格纳,艾莉森理查德生态学和进化生物学名誉教授。

和这些属性,一个物种的样子,行为,和发展——被认为是比DNA与蛋白质含量密切相关,解释道Yansheng刘药理学助理教授,耶鲁大学医学院的。

比较蛋白质跨物种数量已经十分艰难,然而,随着技术的大规模分析没有存在。但刘应用一个名为data-independent收购质谱的方法,现在允许研究人员做这种类型的工作。

”这是一个概念和技术突破,让我们在这个更高的工作,更多的功能相关的水平,”瓦格纳说。

刘是一名耶鲁大学癌症生物学研究所和瓦格纳是系统生物学研究所的一员,都位于耶鲁大学西校区。在那里,肿瘤系统生物学研讨会期间他们都参加了,他们开始合作。

在这项研究中,研究人员量化所有皮肤细胞表达的蛋白11哺乳动物:兔子、老鼠、猴子、人类、羊、牛、猪、狗、猫、马、和负鼠。

提供的信息分析,他们发现,无法通过其他方法获得的。例如,先前的研究已经观察mRNA的差异——用于创建蛋白质的遗传物质——他们发现测量蛋白质提供了额外的信息,不能被单独分析信使rna,蛋白质丰富的mRNA只是一种间接测量。

一串信使rna携带的代码创建一个蛋白质。虽然单一的蛋白质可以有一个特定的功能,蛋白质也可以相互作用,作为团体,刘解释道。只看mRNA不会提供这些信息。

”我们发现,特别是对某些蛋白质类、蛋白mRNA的关系非常低,”刘说。“这意味着mRNA概要文件将误导。”

团队然后看着蛋白质变异都跨越物种和个体在同一物种,发现,对大多数蛋白质来说,水平多变量个体之间也更变量之间的物种。但是有一些蛋白质,不符合这一趋势。例如,细胞分裂相关蛋白和RNA代谢比个体间变量物种之间的一个物种(人类,在这种情况下)。这表明在哺乳动物进化的这些功能发挥特别重要的作用,研究人员说。

”跨物种与inter-individual差异从进化的角度来看是非常有趣的,”瓦格纳说。“比较两个给了我们一个了解多少变异容忍在一个物种,我们可以使用这些信息来预测进化的能力。”

最后,研究人员比较蛋白质移除系统跨物种。有两个主要系统负责清除细胞内蛋白质,他们发现,一个是类似的跨物种而另一表现出相当数量的变化在不同哺乳动物。

这种蛋白质周转很快决定了细胞可以改变它的状态,瓦格纳说。“如果一个新的信号,细胞需要扔掉所需的蛋白质,其之前的状态,创造新的,”他说。

和细胞的速度变化状态可能与癌症有关。

”健康的细胞可以影响附近的癌细胞,”瓦格纳说。“这将是重要的理解蛋白质周转率是否相关活性细胞对肿瘤细胞的影响。也许物种更能抵抗癌症,有蹄动物如牛和猪等细胞少能够改变状态,容易从肿瘤细胞的信号。”

和理解癌症的脆弱性是一个潜在的应用程序的工作,研究人员说。例如,他们可以开始相关蛋白质差异与跨物种的其他特征不同,刘说。

蛋白质化学修饰,这发生在当一个蛋白质和其他分子附着在激活或停用它。这些修改为特征,不同物种之间以及内部影响蛋白质功能发挥着重要作用。研究人员评估了一种类型的修改在这项研究中,磷酸化,磷酸化水平变化,在大多数情况下,与蛋白质丰度的变化,提供另一层了解生物多样性的动机是什么。研究人员将继续评估其他修改在未来工作。

”它将提供一个更完整的画卷,”刘说,生物物种和个体之间的可变性是地球上生物多样性什么形状。“测量的差异蛋白质和改性蛋白质跨物种都将推进我们的理解在分子水平上的生物多样性。”

参考:英航问,黑Y, Dighe, et al . Proteotype共同进化和定量11个哺乳动物物种多样性。Sci睡觉。8 (36):eabn0756。doi:10.1126 / sciadv.abn0756。

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