科学家发现携带噪音的蛋白质

研究者通过联合运用绿色荧光蛋白标记的酵母文库和流体血细胞计数器，现在能够获得单细胞水平下的蛋白质组信息，从而揭示出生物噪音的基本结构。

虽然DNA微阵列芯片技术已经促成了基因组分析的革命性变化，但它并不能为我们提供有关细胞内部工作机制的完整图景。比如说，人们普遍知道，信息RNA的合成水平并不总是和被表达的蛋白质水平是相关的。人们利用蛋白质组技术，获得的信息在细胞行为方面较信息RNA合成水平的单独测定方面更为丰富；细胞生物学家认为蛋白质组技术是对现有技术的有益补充。

“如果你想对一个细胞的工作机制有任何了解的话，那你就不得不了解其中的噪音来自何处，它的存在是多么得普遍，它的生物学效应是什么，”美国加利福尼亚大学旧金山分校的Jonathan Weissman这样解释，他和博士后John Newman一同设计出了一种流体血细胞计数方法，用于调查全球范围内的蛋白质表达变异的情况。目前市面上已经存在着一种利用绿色荧光蛋白(GFP)标记的酵母文库，其中的每一个蛋白质都会在它的染色体天然位置表达为一个来自内生促进剂的C端GFP融合体。他们使用这一文库，开发出了顾客定制型软件，用于控制细胞向流体血细胞计数器中的运送行为，从而进行荧光的定量测定和数据分析。

他们的这一实验系统，可以对2500多个蛋白质进行测定，占了整个酵母蛋白质组的60%左右。Weissman认为，利用一种红色荧光蛋白变异体，对自荧光问题进行规避，从而可以将上述数值提高。每个细胞的荧光测定值，精确地反映出了被标记蛋白的丰富程度；蛋白质表达中的细胞到细胞的变异，或者说是“噪音”，能很容易地根据流体血细胞计数器得出的数据进行计算。“我们不仅仅能够获得了非常高质量的蛋白质组信息，而且，我们也能利用单细胞方法得到它。这一点是利用DNA微阵列芯片方法所无法实现的，” Weissman解释说。

这一巧妙的实验设计，使得Weissman、Newman及其同事可以对细胞中的生物噪音结构进行全球范围内的测定。例如，展示有极低噪音的蛋白质涉及到翻译过程和蛋白质降解过程。携带有噪音表达的蛋白质则包含那些和染色质重塑有关的蛋白质。毫不奇怪的是，一些有着最大程度变异或者是噪音表达的蛋白质，对于正在发生着变化的环境，是最先的反应者；这些蛋白质包括那些和压力应对和热休克相关的蛋白质。Weissman评论说：“具体内涵是，这也许对于在某一种条件下要产生出显型多样性的细胞来说，是一条可行之路，以致于条件变化了，仍然至少有一部分细胞，它们能够以更为优化的状态对变化的条件发生反应。”

来源:中国科技信息网