發(fā)布日期：2017-05-17

對于人細胞中的蛋白是如何在細胞中定位的首次分析于5月11日在線發(fā)表在Science上，這項研究，揭示了在給定的一個細胞中，大部分的人類蛋白被發(fā)現(xiàn)存在一個以上的定位位置。

Cell Atlas計劃

基于瑞典的Cell Atlas計劃，研究人員檢查了對應大部分蛋白編碼基因的人類蛋白組的空間分布，空前地詳細描述了蛋白在多個細胞器和亞細胞結構中的分布。

研究涉及的亞細胞區(qū)域

Cell Atlas計劃是超過10年的人類蛋白Atlas計劃的研究結果，它在2016年的12月份啟動。Science上的這篇文章闡述了作為國際合作產生的成千上萬的圖像的分析，合作包括了中國、韓國、印度、丹麥和德國。

人類蛋白Atlas計劃的主任，KTH的教授 Mathias Uhlen說：“只有通過研究身體最小功能組成單位——細胞分子成分的研究，才能讓我們達到充分理解人類生物學研究的目的。Cell Atlas為研究人員提供了新的知識，有利于促進對個別蛋白在人類生物學和疾病中的作用進行功能探索。”

亞細胞定位的研究目的

在細胞內，細胞器創(chuàng)建分區(qū)，形成一個封閉的環(huán)境，以滿足細胞內特定功能的化學反應。由于這些功能是和特定系列蛋白質緊密相聯(lián)的，了解人類蛋白質組的亞細胞位置是了解人類細胞的功能和基本機制的關鍵。

這項研究是由瑞典斯德哥爾摩KTH皇家理工學院負責高吞吐量顯微鏡設備的副教授Emma Lundberg所領導的。研究小組產生了超過30萬張圖像來系統(tǒng)解決人類蛋白在培養(yǎng)的細胞中的空間分布，在單細胞的分辨率上將它們定位到細胞的間隔區(qū)和亞結構。

Cell Atlas是一個開放的訪問資源，可用于世界各地的研究人員研究感興趣的蛋白質或細胞器。這種亞細胞地圖能用于改進現(xiàn)有的蛋白質-蛋白質相互作用網絡，也是解析人類細胞高度復雜結構的重要資源。Lundberg說：“Atlas能讓人們開展系統(tǒng)生物學和細胞建模應用，而且它也是機器學習應用中圖像模式識別的一個非常有價值的資源。”

半數(shù)蛋白在不同功能區(qū)存在

Science上發(fā)表的這篇文章中也包括了由英國劍橋大學蛋白組學中心主任Kathryn Lilley所領導的一項對比研究，這項研究采用質譜通過選擇性定位策略，來驗證基于抗體的免疫熒光顯微鏡分析。

各亞細胞結構的熒光顯微圖片

通過整合轉錄組學和質譜驗證過的熒光顯微鏡圖像，被13,993個抗體靶向的12,003個蛋白被定位到30個細胞區(qū)域或組分的一個或幾個，共定義了13個主要的細胞器。擁有最多蛋白組蛋白的是核(6,930)以及它的亞結構（核小體、核斑點）和細胞質(4,279)。

蛋白組的亞細胞分布

有趣的是，約一半的蛋白質被發(fā)現(xiàn)在一個以上的細胞區(qū)域中存在，揭示了細胞功能不相關的部分卻能共享相同的蛋白。這一發(fā)現(xiàn)揭示了細胞的復雜性。

參考資料

A subcellular map of the human proteome

First comprehensive map of subcellular localization of proteins reveals new insights

來源：生物探索（微信號 biodiscover）