
德克萨斯大学奥斯汀分校和多伦多大学的研究人员,进行了一个历史上最大规模、最详细的动物分子生物学研究,发现了近1000条的蛋白复合物的指令信息,这些信息是大多数种类的动物共享的,这些蛋白复合物能够揭示物种的进化关系。这些蛋白质之间的相互关系为疾病研究,如阿尔茨海默氏症的、帕金森氏症和癌症的病因提供了一个强大的工具。
蛋白质需要形成蛋白质复合体,也就是“分子机器”,才能够完成细胞内的许多特定的生物过程。该研究的研究人员鉴定出了与物种生存和发展相关的近1000种分子机器,也鉴定出了部分关键物种,例如海葵、蠕虫、老鼠和人类,该研究的相关文章发表于本周的《自然》(Nature)杂志上。例如,研究人员在不同物种的头部和眼睛的细胞区域,发现了形成细胞组织所需的相同的蛋白复合物。
他们也映射出了由蛋白质组成的蛋白质复合体,即蛋白质的相互作用,揭示细胞正常运转的关键过程。
“本质上,我们可以构造一种细胞内的组装关系图,用于揭示不同蛋白质的角色以及发挥的作用。”该研究的首席研究员 Edward Marcotte 教授表示,他任职于德州大学奥斯汀分校分子生物学系。“蛋白质组装在人类与其他物种中通常是相同的。这一结论不仅加强了我们对共同祖先进化论的了解,还具有实际意义,能够帮助我们了解各种疾病广泛的遗传基础,以及它们在不同物种中的分布情况。”
证明了这些物种间的共性,能够帮助研究人员们加深对引起疾病的不同蛋白质的了解,并探究其在不同物种中的聚集机制。
通过了解不同生物体的蛋白复合物机制,我们可以找到人类和人类健康之间的恰当关系,”Marcotte 补充道。
该研究采用了高通量质谱技术,研究人员收集了具有代表性的9个物种的细胞蛋白相关信息。研究的物种包括:蠕虫、苍蝇、老鼠、人类、海胆、海葵和青蛙,以及黏菌和普通的面包酵母。质谱数据与已知的基因信息相互对照。
“我需要强调的是,这项研究的规模,”Andrew Emili 教授表示,他任职于多伦多的唐纳利中心,他也是该项研究的领导者。“我们将每一物种,已知蛋白质的相互作用增加了三倍。也就是说,我们现在可以预测所有动物的、超过100万种蛋白质之间相互作用,依据这种蛋白质的相互作用网络,我们可以从根本上向疾病机制研究目标“大步”前进。”
在先前,该研究只关注了人类细胞内的蛋白复合物,相关文章也发表在了2012年的《细胞》(Cell)杂志上。到目前为止,该研究已经持续了很久,该研究已经成为有史以来的最大规模的蛋白复合物研究。