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《Nature》一张植物的分子图谱

一株植物从根到叶,每个细胞都包含一份完整的基因信息,但是植物是如何创造出如此多样组织的呢?,像叶子能将光转化为化学能并产生氧气,像根能从土壤中吸收养分。

答案在于组织细胞中的蛋白组模式。蛋白质是每个细胞的主要执行者。它们是生物催化剂,在细胞内和细胞间传递信号,形成细胞的结构等等。

知道组织中存在哪些蛋白重要,明确蛋白质的数量更重要。慕尼黑工业大学蛋白质组学与生物分析学教授Bernhard Kuster说:“例如光合作用蛋白质主要存在于叶片,虽然种子中也有,但含量低了一千倍。”

Julia Mergner博士和Bernhard Kuster教授的团队以模式植物拟南芥(thale-cress)为研究对象,采用生化和高通量分析方法,进一步了解了拟南芥的分子组成。从拟南芥获得的基础研究结果往往可以应用到农作物上

本文大多数数据是通过液相色谱-串联质谱的方法获得,这种方法可以在一个实验中同时分析数千种蛋白质,之后用生物信息学方法分析这些数据。

“我们首次对拟南芥的蛋白质组进行了全面的定位,即对来自拟南芥模型所有组织的蛋白质进行定位,”Bernhard Kuster说。“这使我们对复杂植物的生物学有了新的认识。”

研究工作的所有结果都总结在一个虚拟的分子图谱中,该图谱提供了很多问题的初步答案,比如:

1.植物中大约27000个基因中有多少能编码蛋白(>18000个基因能编码蛋白)?
2.这些编码的蛋白在植物内的位置(如花、叶或茎)?
3.这些蛋白的数量大概是多少?

所有数据都可以通过在线数据库ProteomicsDB免费获取,该数据库还包含慕尼黑工业大学团队在2014年解码的一个人类蛋白质组的蛋白质目录。

可以预见,拟南芥与其他植物的分子图谱有相似之处。“因此,该图谱也应该对其他植物的研究有所启发,”Kuster说。

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