Science：细胞生物学新时代
2017-05-30 孙学军 科学网
《科学》杂志5月27日发表来自瑞典皇家理工学院科学家最新研究成果，提供了人类蛋白质组亚细胞地图。同期发表的评论性论文称这是21世纪的细胞生物学。细胞是生物体的功能单位，全面理解机体功能必须通过对细胞的研究来实现。细胞内部是由大量被分隔的细胞器组成。细胞器能给实现特定功能的系列生物化学反应提供封闭或界面环境。这些功能是由一组紧密联系在一起的蛋白质完成的。因此，提供人类蛋白质组的亚细胞定位对理解细胞器
《科学》杂志5月27日发表来自瑞典皇家理工学院科学家最新研究成果，提供了人类蛋白质组亚细胞地图。同期发表的评论性论文称这是21世纪的细胞生物学。
细胞是生物体的功能单位，全面理解机体功能必须通过对细胞的研究来实现。细胞内部是由大量被分隔的细胞器组成。细胞器能给实现特定功能的系列生物化学反应提供封闭或界面环境。这些功能是由一组紧密联系在一起的蛋白质完成的。因此，提供人类蛋白质组的亚细胞定位对理解细胞器的功能及其潜在机制十分必要。最新这一研究就是建立人类蛋白质组亚细胞定位，或者称细胞蛋白质图谱。这一研究将为深入探索各种功能蛋白质在人体生理功能和疾病过程中的作用提供重要支持。
本研究使用免疫荧光显微镜，对培养人类细胞中各种蛋白质的空间定位进行全面分析，并对这些蛋白的在细胞内的亚细胞分布进行确定。这个方法能提供大多数人类蛋白质的精确定位信息，并可对单细胞蛋白表达模式进行探讨。这些蛋白质定位信息已经和既往蛋白质相互作用信息库对接整合。
该研究对8万张共聚焦显微镜照片提高的人类蛋白组信息进行亚细胞定位分析。用13993个抗体把12003个蛋白质分类到1或30个细胞部位或亚细胞结构，并对13个主要细胞器蛋白组进行了确认。蛋白种类最多的细胞器是细胞核，有6245种蛋白质。研究发现一些小细胞器如midbody、rods、rings和核仁的蛋白组比过去认识有更大多样性。有意思的是，大约50%的蛋白质分布在多个细胞部位，显示蛋白质拥有多种功能的特点，也说明细胞内存在被不同功能细胞器分享的蛋白质群。单细胞分析技术发现1855个蛋白质存在表达模式的多样性，这种多样性不仅有表达量的差异，也存在空间分布的差异。最后这些蛋白空间分布信息被用于对生物网络的进一步完善。亚细胞部位的蛋白质精确定位信息对提高蛋白质相互作用模型的精确性具有重要价值。研究还对各种来源的56个人类细胞系的所有蛋白编码基因(19，628)转录组信息进行了分析。平均每个细胞系表达11，490个基因，其中大约一半6295个基因在所有细胞系中都有表达，提示这些基因具有管家特征。
研究结果被命名为细胞图谱Cell Atlas作为人类蛋白质图谱的一部分(www.proteinatlas.org)。细胞图谱将成为理解人类细胞功能的重要资料，这为进一步研究和理解细胞的分子工作机制，奠定重要基础。
原始出处：
Mathias Uhlén，et al. A high-resolution look at the human cell： Introducing the Human Cell Atlas. Science. 2017.
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