Science展現細胞的通訊網
日期：2014-05-16 09:22:00
細胞膜不僅是維持細胞穩定的重要屏障，也是營養物質轉運的重要平臺，同時它還介導著外部環境與細胞內部的通訊。
細胞膜上存在著數以千計的蛋白，包括受體、轉運蛋白和酶，他們有選擇的控制著營養成分和信息的跨膜流動。蛋白互作是這一系統的主要作用方式，舉例來說特定蛋白的相互作用可以促進一種營養物質進入細胞，阻止細胞內化合物累積到毒性水平，或者將外部環境的改變傳達到細胞內部的控制中心。
然而，迄今為止人們對膜蛋白和細胞內部蛋白之間的關系還了解得很少。現在，Carnegie科學研究所的Wolf Frommer領導研究團隊為人們全面展示了與膜蛋白有關的蛋白互作組，并將這一成果發表在本周的Science雜志上。
膜蛋白與信號蛋白通過互作進行信息交流，這是機體內活細胞通訊的基礎。為了進一步了解這種跨膜的信息傳遞機制，Frommer的研究團隊通過Split-ubiquitin膜蛋白酵母雙雜交系統，在擬南芥中進行了廣泛的蛋白質互作篩選。擬南芥是植物生物學家常用的一種模式生物。
研究人員經過數百萬次測試，鑒定了一萬多個膜蛋白和信號蛋白的互作，并在此基礎上構建了蛋白互作的網絡。這是首次在某種生物中完成膜蛋白相關的蛋白互作組，有望為植物學和動物學研究帶來新的啟示。
細胞膜中的蛋白一直是比較困難的研究對象，到目前為止人們只鑒定了少數跨膜蛋白的信號傳導路徑。在植物和人類基因組中，還存在數以千計功能不為人知的膜蛋白。
此前曾有研究通過類似的技術，研究細胞膜中的轉運蛋白。不過Frommer等人的這項研究更為深入，他們獲得的互作組驗證了一些已被預測過的蛋白互作，更展示了大量的新蛋白事件。事實上，整個互作組中超過99%都是此前未知的。
這項研究為人們提供了一種研究蛋白互作的新策略，不僅填補了一些重要信號傳導鏈中的空白，還展現了許多未知蛋白的功能。研究人員希望他們的成果，可以幫助人們鑒定信息傳遞中的重要蛋白互作，明確未知膜蛋白的潛在功能。
“我們的研究為發現新基因提供了重要的資源，這一成果不僅能夠用于植物研究，也能夠為動物研究提供幫助，”Frommer說。“對于植物研究來說，人們可以在此基礎上尋找提高作物產量的新方法。”
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