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新手已上路木蟲 (職業(yè)作家)
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哈佛研究推翻長(zhǎng)期持有的生物學(xué)假設(shè) 已有3人參與
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最近,哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院(HMS)的研究人員,開發(fā)出一種數(shù)學(xué)工具,可以準(zhǔn)確地描述發(fā)育早期階段青蛙胚胎中的蛋白質(zhì)數(shù)量。該工具還可以確定,哪些蛋白質(zhì)是受精時(shí)出現(xiàn)的,哪些蛋白質(zhì)是后來(lái)由胚胎本身產(chǎn)生的。這些研究結(jié)果最近發(fā)表在《Developmental Cell》。延伸閱讀:Nature子刊解決長(zhǎng)期發(fā)育學(xué)謎題。 本文第一作者、HMS系統(tǒng)生物學(xué)講師Leonid Peshkin指出:“我們首次能夠解密胚胎的所謂的蛋白質(zhì)經(jīng)濟(jì)(蛋白質(zhì)組)! 更重要的是,研究人員獲得了一個(gè)“與許多科學(xué)家長(zhǎng)期持有的假設(shè)相反”的結(jié)果,即,信使RNA在細(xì)胞中的表達(dá)水平,可以用作蛋白質(zhì)水平的一個(gè)衡量。起初,這個(gè)概念似乎是合理的。如果RNA產(chǎn)生蛋白質(zhì),那么細(xì)胞中高水平的RNA水平,則表明高水平的蛋白質(zhì),反之亦然。然而Peshkin和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),這個(gè)假設(shè)往往是錯(cuò)誤的。 當(dāng)Peshkin考慮發(fā)育胚胎中的蛋白質(zhì)分配問(wèn)題時(shí),他將此比作一場(chǎng)宴會(huì)。如果你邀請(qǐng)了一大群人,你不想提前幾天準(zhǔn)備好一切,因?yàn)闆](méi)有人喜歡吃一個(gè)星期的沙拉。你也不想當(dāng)人們出現(xiàn)時(shí)才開始準(zhǔn)備食物,特別是,烤肉需要腌七個(gè)小時(shí)。這兩個(gè)極端都會(huì)浪費(fèi)精力。很顯然,正確的做法是,事先準(zhǔn)備與現(xiàn)場(chǎng)需要做的工作,實(shí)現(xiàn)很好的平衡。訣竅是決定這種平衡。 對(duì)于蛋白質(zhì)分配也是如此。一些蛋白質(zhì)在受精的那一刻存入胚胎中,而另一些則是在胚胎生長(zhǎng)時(shí)根據(jù)需要生產(chǎn)的。對(duì)于生物學(xué)家來(lái)說(shuō),了解這個(gè)過(guò)程的動(dòng)力學(xué),是理解基本發(fā)育生物學(xué)的關(guān)鍵。 傳統(tǒng)上,研究人員使用RNA表達(dá)水平來(lái)評(píng)估蛋白質(zhì)水平。Peshkin決定檢測(cè)這種方法。他和他的同事們確定了青蛙胚胎中的10000個(gè)基因,并用質(zhì)譜儀測(cè)量了整個(gè)發(fā)育過(guò)程中它們后來(lái)編碼的所有蛋白的水平。然后,他們將這些測(cè)量值與在同一時(shí)期的RNA表達(dá)水平進(jìn)行了比較。 然后Peshkin重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn),這一次只測(cè)量受精那一刻的蛋白質(zhì)水平,不包括整個(gè)發(fā)育過(guò)程中的蛋白質(zhì)數(shù)量。他將這個(gè)數(shù)據(jù),包括RNA表達(dá)水平,輸入一個(gè)預(yù)測(cè)性算法。該算法對(duì)來(lái)自這兩個(gè)數(shù)據(jù)集的信息進(jìn)行運(yùn)算,然后確定早期發(fā)育每個(gè)階段的蛋白質(zhì)數(shù)量。 Peshkin發(fā)現(xiàn),如果僅僅使用RNA表達(dá)作為蛋白質(zhì)數(shù)量的衡量——研究人員長(zhǎng)期持有的約定,大部分時(shí)間,研究結(jié)果將是不準(zhǔn)確的,尤其是在蛋白質(zhì)快速產(chǎn)生和快速降解的情況下。另一方面,他的預(yù)測(cè)算法,在大部分時(shí)間是準(zhǔn)確的。 令人吃驚的是,他和他的同事們發(fā)現(xiàn),許多蛋白質(zhì)——對(duì)于以后的器官功能至關(guān)重要,被儲(chǔ)存在卵母細(xì)胞中(即使它受精之前)。這個(gè)原因是意想不到的,因?yàn)樵S多這些蛋白質(zhì)是組織特異性的,不僅在受精卵中沒(méi)有用途,而且如果它們使用得太早,可能對(duì)胚胎是有毒的。 Peshkin將調(diào)查的下一個(gè)問(wèn)題是,卵子如何設(shè)法抑制這些蛋白質(zhì)。本文簡(jiǎn)要地提及到了翻譯后蛋白質(zhì)修飾(例如,磷酸化)在胚胎發(fā)育中的作用和動(dòng)力學(xué)。但這些觀察結(jié)果只是冰山一角。 他沉思,這通常是生物醫(yī)學(xué)研究的案例。新發(fā)現(xiàn)往往導(dǎo)致進(jìn)一步的問(wèn)題。他說(shuō):“在實(shí)驗(yàn)室里這是一個(gè)笑話。通常,標(biāo)題是,‘前所未有的大型數(shù)據(jù)集,揭示了生物學(xué)中我們不了解的新深度’。” 現(xiàn)在,對(duì)于研究感興趣的特定蛋白的科學(xué)家來(lái)說(shuō),該工具是可以在線獲取的。 |

新蟲 (小有名氣)
版主 (著名寫手)
己所不欲,勿施于人

鐵桿木蟲 (著名寫手)
小木蟲職業(yè)打醬油滴~~!
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現(xiàn)在蛋白質(zhì)組這么火,可想而知RNA與蛋白的相關(guān)性并不是那么高了。 蛋白質(zhì)的問(wèn)題在于,蛋白質(zhì)不好通過(guò)像核酸的那種PCR放大,如果量少了就不容易檢測(cè)到,同時(shí)也存在定性準(zhǔn)確性的問(wèn)題,也許隨著數(shù)據(jù)庫(kù)的不斷積累可以解決,但是蛋白質(zhì)信號(hào)放大,或者儀器靈敏度增加,還需要一個(gè)較長(zhǎng)的過(guò)程。 能在胚胎中檢測(cè)到10000個(gè)基因,應(yīng)該是核酸水平吧,不知道他們能檢測(cè)到多少個(gè)蛋白? |
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