線蟲的定量蛋白質組分析
日期：2011-09-14 10:00:46
近幾年，定量蛋白質組學的方法正被廣泛應用。研究人員通過這種方法來了解細胞和生物如何調控它們的代謝，以支持生長、增殖、分化、發育和存活。一些定量蛋白質組學的研究策略也被開發出，其中利用穩定同位素進行代謝標記是一種較為常用的策略，它能夠定量比較細胞和生物的蛋白質組。
SILAC的基本原理是分別用天然同位素（輕型）或穩定同位素（重型）標記的必需氨基酸取代細胞培養基中相應氨基酸，細胞經5-6個倍增周期后，穩定同位素標記的氨基酸完全摻入到細胞新合成的蛋白質中替代了原有氨基酸。不同標記細胞的裂解蛋白按細胞數或蛋白量等比例混合，經分離、純化后進行質譜鑒定。
SILAC這種方法一般多用于組織培養細胞，在線蟲上的應用還尚未有報道。盡管SILAC已用于一些多細胞物種的分析，但是同位素標記的精氨酸轉化成脯氨酸及其他氨基酸的問題卻困擾著這些研究。精氨酸-脯氨酸的轉化降低了SILAC標記肽段的信號。
于是，英國鄧迪大學的Mark Larance等修改了SILAC方法，試圖避免精氨酸-脯氨酸的轉化問題。他們用一種重型賴氨酸和重型精氨酸標記的大腸桿菌喂養線蟲，質譜分析表明F1后代中已摻入重型精氨酸和賴氨酸。同時，他們還采用RNAi via feeding策略，靶定了精氨酸-脯氨酸轉化過程中必需的鳥氨酸轉氨酶基因orn-1。質譜結果表明，這種策略幾乎完全避免了精氨酸-脯氨酸的轉化。將此方法與定量蛋白質組方法相結合，研究人員還鑒定了線蟲的熱擊反應。
作者認為，他們的SILAC方法為線蟲的定量蛋白質組研究帶來了很多機會。沒有了精氨酸-脯氨酸的轉化，SILAC實驗可更高效地開展。SILAC技術還能協助確定線蟲發育、衰老以及壓力過程中的整體蛋白質組變化。
在另一篇文章中，南丹麥大學生物化學與分子生物學系的Julius Fredens等也使用了非常相似的方法。他們用重型同位素標記的大腸桿菌喂養線蟲，得到了重型同位素標記賴氨酸的線蟲。利用標記的線蟲和定量蛋白質組方法，他們鑒定出一些蛋白，被線蟲核激素受體49的knockdown所調控。
作者也認為，定量蛋白質組學與分子遺傳學相結合來系統研究線蟲的基因功能，將大大擴展我們對細胞信號與代謝如何協調的了解，從而了解細胞功能的改變如何導致人類疾病。
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