研究發(fā)現(xiàn)多物種間蛋白質(zhì)豐度整體分布規(guī)律 低*

【資料簡(jiǎn)介】

 

研究發(fā)現(xiàn)多物種間蛋白質(zhì)豐度整體分布規(guī)律

生命體的遺傳穩(wěn)定性在于基因組，功能多樣性在于蛋白質(zhì)組。蛋白質(zhì)組是由若干蛋白質(zhì)所構(gòu)成的集合體，其構(gòu)成原則即其豐度整體分布規(guī)律，屬于重大理論問(wèn)題。賀福初院士所領(lǐng)導(dǎo)的軍事醫(yī)學(xué)*放射與輻射醫(yī)學(xué)研究所、北京蛋白質(zhì)組研究中心、蛋白質(zhì)組學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及復(fù)旦大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究院科研團(tuán)隊(duì)近來(lái)在多物種間揭示了蛋白質(zhì)豐度的整體分布與蛋白質(zhì)的進(jìn)化、結(jié)構(gòu)和功能存在規(guī)律性的相關(guān)，其成果于2012年3月9日在線發(fā)表于PLoS ONE。

自然界的各類現(xiàn)象都有其制約規(guī)律，生命體的表征也不例外，蛋白質(zhì)作為生命活動(dòng)的關(guān)鍵執(zhí)行者之一，其重要性不言而喻。蛋白質(zhì)組學(xué)研究表明細(xì)胞內(nèi)不僅表達(dá)數(shù)千至數(shù)萬(wàn)種蛋白質(zhì)，而且豐度差異高達(dá)6個(gè)數(shù)量級(jí)。如此巨大的差異是隨機(jī)產(chǎn)生的，還是存在本質(zhì)的調(diào)節(jié)規(guī)律呢？賀福初院士率領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)針對(duì)這一有趣的現(xiàn)象展開了探索。該團(tuán)隊(duì)選取了在整個(gè)生命進(jìn)化史中具有代表性的6個(gè)物種（大腸桿菌、酵母、線蟲、果蠅、小鼠、人）為研究對(duì)象，綜合它們的定量蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)，zui終發(fā)現(xiàn)了存在于蛋白質(zhì)豐度整體分布的三個(gè)普適性規(guī)律：

1）在進(jìn)化上，蛋白質(zhì)豐度與其起源時(shí)間和序列保守性呈正相關(guān)；2）從結(jié)構(gòu)角度，蛋白質(zhì)豐度與其結(jié)構(gòu)域數(shù)目呈負(fù)相關(guān)，而與其結(jié)構(gòu)域的覆蓋度呈正相關(guān)；3）蛋白質(zhì)的功能決定其豐度：參與基礎(chǔ)物質(zhì)流的蛋白質(zhì)其豐度高于調(diào)控精細(xì)信息流的蛋白質(zhì)。
蛋白質(zhì)豐度分布規(guī)律的揭示對(duì)深入認(rèn)識(shí)生命體的蛋白質(zhì)構(gòu)成原則具有重要的理論意義，同時(shí)也為從海量數(shù)據(jù)到知識(shí)歸納提供了有效的實(shí)踐模式。

自然科學(xué)的重要目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)普遍規(guī)律與原理，其普遍的發(fā)展范式是：從數(shù)據(jù)的大量積累到經(jīng)驗(yàn)性規(guī)律的不斷發(fā)現(xiàn)，繼而催生新的學(xué)說(shuō)與理論。在生命科學(xué)領(lǐng)域，近年來(lái)的組學(xué)研究導(dǎo)致了海量數(shù)據(jù)的“大爆炸”式積累，如沒有理性條件下的系統(tǒng)化梳理、歸納、綜合（就像十九世紀(jì)的細(xì)胞論、進(jìn)化論，二十世紀(jì)的基因論），將不可避免地形成“災(zāi)難性”野性開采。近20年前四條分子進(jìn)化規(guī)律性的發(fā)現(xiàn)、5年前生物分子網(wǎng)絡(luò)組織規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，生命體20種氨基酸的選擇對(duì)于細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)等電點(diǎn)分布一勞永逸的解決方案的報(bào)道，以及不久前“促成生物學(xué)復(fù)雜性的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域特征因素規(guī)律性利用模式”的發(fā)現(xiàn)，證明當(dāng)前生命科學(xué)領(lǐng)域急需系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)挖掘、并初步顯示出此類嘗試的有效性。此文就是薈萃分析（meta-analysis）和深度挖掘方法系統(tǒng)應(yīng)用于蛋白組學(xué)數(shù)據(jù)的一個(gè)成功范例，為今后更加合理有效的利用組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行理論生物學(xué)研究提供了方法和思路。了解更多詳細(xì)信息

 

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