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        新的基于網(wǎng)絡的工具允許研究人員測量胚胎發(fā)生過程中的蛋白質(zhì)動態(tài)
        
			
        
				2019-02-13 15:01:01
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        哈佛醫(yī)學院的研究人員開發(fā)了一種數(shù)學工具，可以在發(fā)育的早期階段準確地表征青蛙胚胎中蛋白質(zhì)的數(shù)量。該工具還可以確定哪些蛋白質(zhì)在受精時存在，哪些蛋白質(zhì)后來由胚胎本身產(chǎn)生。“現(xiàn)在我們第一次能夠解密發(fā)育中胚胎的所謂蛋白質(zhì)經(jīng)濟，”HMS系統(tǒng)生物學講師Leonid Peshkin說。
        

        新的基于網(wǎng)絡的工具允許研究人員測量胚胎發(fā)生過程中的蛋白質(zhì)動態(tài)
        

        更重要的是，研究人員得出的結論與許多科學家長期以來的假設相反，即細胞中信使RNA的表達水平可用作蛋白質(zhì)水平的代表。起初這個概念似乎是合理的。如果RNA產(chǎn)生蛋白質(zhì)，那么細胞中高水平的RNA表明蛋白質(zhì)含量很高，反之亦然。然而，佩什金和他的團隊發(fā)現(xiàn)這種假設往往是假等價的結果。
        

        這些發(fā)現(xiàn)最近發(fā)表在Developmental Cell上。
        

        當Peshkin在發(fā)育中的胚胎中考慮蛋白質(zhì)分配問題時，他將其與晚宴比較。
        

        如果你邀請一大群人，你不想提前幾天做好準備(沒有人喜歡已經(jīng)穿了一周的沙拉)。當人們出現(xiàn)時，你也不想開始所有的食物準備(特別是當烤肉需要腌七小時)。兩種極端都會導致浪費精力。顯然，正確的方法是將預先準備與需要在現(xiàn)場完成的任務相平衡。訣竅是確定平衡。
        

        蛋白質(zhì)分配也是一樣的。一些蛋白質(zhì)在受精時沉積到胚胎中，而其他蛋白質(zhì)在胚胎生長時根據(jù)需要產(chǎn)生。對于生物學家來說，了解這一過程的動態(tài)是理解發(fā)展的基本生物學的關鍵。
        

        傳統(tǒng)上，研究人員使用RNA表達水平來評估蛋白質(zhì)水平。Peshkin決定測試這種方法。
        

        他和他的同事在青蛙胚胎中發(fā)現(xiàn)了10,000個基因，并使用質(zhì)譜儀測量了整個發(fā)育過程中所有隨后的蛋白質(zhì)水平。然后，他們將這些測量結果與同一時期的RNA表達水平進行比較。
        

        Peshkin然后重復這個實驗，這次只在受精時測量蛋白質(zhì)水平，并排除整個發(fā)育過程中的蛋白質(zhì)量。他將包括RNA 表達水平在內(nèi)的數(shù)據(jù)輸入預測算法。該算法碾壓來自這兩個數(shù)據(jù)集的信息，然后在早期開發(fā)的每個階段確定蛋白質(zhì)量。
        

        Peshkin發(fā)現(xiàn)，如果單獨使用RNA表達作為蛋白質(zhì)量的代表 - 研究人員長期保持的慣例 - 結果在大多數(shù)情況下都是不準確的，特別是在蛋白質(zhì)快速產(chǎn)生并迅速處理的情況下。另一方面，他的預測算法在大多數(shù)情況下都是準確的。
        

        令他驚訝的是，他和他的同事們發(fā)現(xiàn)許多對晚期器官功能至關重要的蛋白質(zhì)在卵子受精后才被儲存在卵母細胞中。這是意料之外的原因是這些蛋白質(zhì)中的許多是組織特異性的，并且不僅在受精卵中沒有目的，而且如果它們過早使用則可能對胚胎有毒。
        

        Peshkin將研究的下一個問題是雞蛋是如何控制這些蛋白質(zhì)的。本文簡要介紹了翻譯后蛋白質(zhì)修飾(例如磷酸化)在胚胎發(fā)育中的作用和動態(tài)。但這些觀察只是冰山一角。
        

        他沉思道，生物醫(yī)學研究經(jīng)常出現(xiàn)這種情況。新發(fā)現(xiàn)往往會引發(fā)進一步的問題。“這對實驗室來說是一個笑話，”他說。“標題常常是，'前所未有的大數(shù)據(jù)集揭示了我們對生物學的無知的新深度。'”
        

        該工具現(xiàn)已在線提供給研究人員，以研究他們感興趣的特定蛋白質(zhì)。
        
			

			
          
        
			
        
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