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      研究人員可視化超過10000種果蠅蛋白質(zhì)
      
			
      
				2019-01-28 14:50:40
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      人類基因組編碼超過20,000種不同的蛋白質(zhì)，但許多這些蛋白質(zhì)的分子作用尚不清楚。由于大多數(shù)蛋白質(zhì)從蒼蠅到人類都是保守的，因此了解蛋白質(zhì)在果蠅中的分子作用可能是針對通常由異常行為蛋白質(zhì)引起的各種人類疾病的治療的第一步。來自德累斯頓馬克斯普朗克生物化學研究所和馬薩諸塞州德累斯頓分子細胞生物學和遺傳學的科學家聯(lián)盟以及班加羅爾國家生物科學中心(NCBS)的科學家聯(lián)盟現(xiàn)已通過使用這些水果達到了解這些蛋白質(zhì)功能的里程碑飛。
      

      研究人員可視化超過10000種果蠅蛋白質(zhì)
      

      人體由數(shù)百種不同的細胞類型構(gòu)成 ; 每個人在體內(nèi)都有非常特殊的功能。紅細胞運輸氧氣，神經(jīng)細胞交換信號，肌肉細胞產(chǎn)生機械力。大多數(shù)細胞功能是通過人類基因組中編碼的20,000-25,000種蛋白質(zhì)的作用產(chǎn)生的。
      

      盡管人類基因組的測序和注釋在2004年完成，但迄今為止，數(shù)千種這些蛋白質(zhì)的功能仍然是神秘的。通常未知的是，哪種細胞類型產(chǎn)生哪種蛋白質(zhì)，特別是這些蛋白質(zhì)位于細胞內(nèi)的位置。它們是在細胞核內(nèi)還是在膜囊泡內(nèi)，它們是在神經(jīng)元樹突或突觸內(nèi)，還是在肌肉的收縮機制內(nèi)?蛋白質(zhì)定位是重要的信息，因為它是識別蛋白質(zhì)分子功能的第一步。
      

      蒼蠅的蛋白質(zhì)
      

      解開蛋白質(zhì)的功能通常始于較簡單的模式生物，如蠕蟲或蒼蠅。像人類一樣，果蠅有肌肉，神經(jīng)元，卵母細胞，精子和許多其他必需的細胞類型。蒼蠅基因組包含約13,000個蛋白質(zhì)編碼基因，其負責構(gòu)建和維持所有飛行器官。重要的是，許多這些蛋白質(zhì)與人類蛋白質(zhì)非常相似，因此研究果蠅中的蛋白質(zhì)會告訴我們它在人體中的作用。
      

      為了將這些蛋白質(zhì)研究推向系統(tǒng)化水平，由德國馬薩諸塞州Max-Planck研究所的Frank Schnorrer，德累斯頓Max-Planck研究所的Paha Tomancak和Mihail Sarov以及班加羅爾NCBS的K VijayRaghavan領(lǐng)導的小組產(chǎn)生了大量資源。用于可視化黑腹果蠅中的蛋白質(zhì)。通過使用現(xiàn)代分子生物學技巧，科學家們已經(jīng)附加了一種綠色熒光蛋白(GFP)在試管中標記10,000個這些蛋白質(zhì)編碼基因。然后可以將每個標記的基因作為“轉(zhuǎn)基因”重新引入蒼蠅基因組，從而產(chǎn)生蒼蠅'TransgeneOme'。“我們共同生產(chǎn)了880種不同的蒼蠅菌株，每種菌株均表達不同的熒光標記蛋白質(zhì)”，F(xiàn)rank Schnorrer解釋說，“這些蛋白質(zhì)可以通過熒光視頻顯微鏡在發(fā)育中的果蠅的各種細胞類型中觀察到”。
      

      對于超過200種蛋白質(zhì)，科學家們記錄了它們在飛行發(fā)育過程中所處的位置，從卵母細胞發(fā)育成胚胎，最后進入成熟的蒼蠅。Tomancak小組使用所謂的光片顯微鏡來拍攝蛋白質(zhì)在胚胎發(fā)育的第一天如何在胚胎細胞中出現(xiàn)。Schnorrer小組利用這一資源研究肌肉中蛋白質(zhì)的定位。與人體骨骼肌一樣，飛肌包含稱為肌節(jié)的復雜迷你機器，可產(chǎn)生動物運動的機械力。
      

      “到目前為止，我們只研究了200種這些轉(zhuǎn)基因品系。未來的挑戰(zhàn)在于系統(tǒng)地成像這些蛋白質(zhì)在許多蒼蠅組織中的定位，這最好通過參與強大的果蠅研究社區(qū)實現(xiàn)”Pavel Tomancak預測。該資源不僅對飛行生物學的理解產(chǎn)生巨大影響，而且對不同人類細胞類型中蛋白質(zhì)功能的理解也會產(chǎn)生巨大影響。“
      
			

			
        
      
			
      
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