科學家揭示，一個簡單的細胞擁有四千二百萬個蛋白質分子

據官方說，在一個簡單的細胞中有大約四千二百萬個蛋白質分子，由多倫多大學唐納利分子細胞與生物分子研究中心的生物化學教授格蘭特·布朗（Grant Brown）領導的一個研究小組揭示了這個問題。在Cell Systems雜誌上發表的一項研究顯示，該研究小組通過分析酵母細胞中近二十個關於蛋白質丰度的大量研究的數據，首次能夠對每種蛋白質的分子數量進行可靠的估計。

這項工作是與T alum之一的Anastasia Baryshnikova合作完成的，現在是加利福尼亞生物技術公司Calico的首席研究員，專註於老化。

蛋白質組成我們的細胞，並完成大部分的工作。這樣，他們將遺傳密碼帶到生活中，因為構建蛋白質的食譜存儲在基因的DNA密碼中。

布朗解釋說，鑒於「細胞是生物學的功能單位，只是想知道那裡有什麼，有多少種是天生的好奇心」。

好奇心儘管如此，還有一個原因，科學家為什麼要想要蛋白質。許多疾病是由於某種蛋白質含量太少或太少而造成的。越來越多的科學家知道蛋白質丰度是如何控制的，越好越好，他們將能夠修復它，當它出現錯誤。

儘管研究人員已經研究了多年的蛋白質丰度，但研究結果以任意單位報告，在該領域混淆，使得難以比較不同實驗室之間的數據。

例如，許多小組通過在蛋白質分子上貼上熒游標簽來估計蛋白質水平，並從細胞的發光量推斷出它們的丰度。但是儀器的不可避免的差異意味著不同的實驗室記錄了細胞發出不同程度的亮度。其他實驗室使用完全不同的方法測量蛋白質水平。

布朗實驗室的研究生布蘭登·何（Brandon Ho）表示：「很難概念化細胞內有多少蛋白質，因為數據報告的數據大不相同。

為了將任意度量轉換成每個細胞的分子數量，何轉向了麵包酵母，這是一個很容易研究的單細胞微生物，它提供了一個基本細胞如何工作的窗口。酵母菌也是唯一一個有足夠的數據可用於計算由酵母基因組編碼的6,000種蛋白質中的每一種蛋白質的分子數量的唯一有機體，這歸功於21項獨立的研究，測量了所有酵母蛋白質的丰度。對於人類細胞，不存在這樣的數據集，其中每種細胞類型僅包含由20,000個人類基因編碼的蛋白質的子集。

現有的酵母數據豐富，這意味著何可以把它放在一起，基準，並將蛋白質丰度模糊的措施轉化為「有意義的東西，換句話說，每個細胞的分子，」布朗說。

Ho的分析首次揭示了細胞中每種蛋白質有多少個分子，估計分子總數約為4200萬。大多數蛋白質存在於1000到10000分子之間的狹窄範圍內。其中一些在超過50萬份的拷貝上非常豐富，而另一些在一個電池中存在少於10個分子。

通過分析數據，研究人員能夠深入了解細胞控制豐富的不同蛋白質的機制，為人類細胞的類似研究鋪平了道路，可以幫助揭示疾病的分子根源。他們還表明，蛋白質的供應與其在細胞中的作用相關，這意味著可能使用丰度數據來預測蛋白質在做什麼。

最後，Ho的研究發現，到處都能讓細胞生物學家感到高興，Ho發現將熒游標簽拼接到蛋白質上的常見做法對其丰度影響不大。雖然這一方法為蛋白質生物學研究帶來了革命性的變化，但是它的發現者Osamu Shimomura，Martin Chalfie和Roger Tsien在2008年獲得諾貝爾化學獎，同時也引發了人們擔心標記會影響蛋白質耐久性，從而使數據缺陷。

「這項研究將對整個酵母菌群及其以後的環境具有重要價值」，酵母基因組資料庫的高級主管羅伯特?納什（Robert Nash）表示，該資料庫將向世界各地的研究人員提供數據。他還補充說，通過呈現蛋白質丰度「，布朗實驗室以一種通用而直觀的方式呈現蛋白質丰度，為其他研究人員提供了重新審視這些數據的機會，從而促進了研究間的比較和假設生成。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！