2003年完成的人類基因組計(jì)劃成功地對(duì)所有20,000個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因(蛋白質(zhì)組)進(jìn)行了測序,這是一項(xiàng)巨大的科學(xué)成就,但這實(shí)際上只是一個(gè)開始。下一步是檢查蛋白質(zhì)組以開始了解所有這些蛋白質(zhì)的功能。
人類蛋白質(zhì)圖譜(HPA)項(xiàng)目于2003年啟動(dòng),目標(biāo)是使用基于抗體的蛋白質(zhì)組學(xué)系統(tǒng)地繪制這些蛋白質(zhì)的表達(dá)。該計(jì)劃主要設(shè)在瑞典,由非營利組織Knut和Alice Wallenberg基金會(huì)(KAW)資助。內(nèi)部生產(chǎn)和商業(yè)購買的抗體首先由研究人員驗(yàn)證,然后用于表征每種蛋白質(zhì)。
數(shù)據(jù)可通過開放式交互式數(shù)據(jù)庫獲?。簑ww.proteinatlas.org.
它包含數(shù)百萬張高分辨率圖像,顯示44種不同正常人體組織(Tissue Atlas)和20種不同癌癥類型(Cancer Atlas)中76 種不同細(xì)胞類型的蛋白質(zhì)表達(dá)的空間定位。
在美國細(xì)胞生物學(xué)學(xué)會(huì)(ASCB,2016年12月)上,一個(gè)新的Cell Atlas在HPA的更新版本(第16版)中發(fā)布,參加人數(shù)眾多。
它的特點(diǎn):
l 免疫熒光染色細(xì)胞的高分辨率、多色圖像
l 代表人體不同器官細(xì)胞群的56種細(xì)胞系中蛋白質(zhì)的亞細(xì)胞空間定位
l 使用深度RNA測序表征的所有人類基因的mRNA表達(dá)
l > 12,000個(gè)基因和可用抗體映射到30種不同的細(xì)胞結(jié)構(gòu)(即細(xì)胞核、胞質(zhì)溶膠、線粒體等)
精確定位蛋白質(zhì)的亞細(xì)胞定位對(duì)于理解其功能至關(guān)重要。當(dāng)它們定位到預(yù)期的微環(huán)境(即細(xì)胞器、囊泡或大分子復(fù)合物)時(shí),它們將在合適的生化條件下遇到其他蛋白質(zhì)或RNA以實(shí)現(xiàn)其分子功能(Breckles,2016)。這份全面的圖譜為世界各地的研究人員對(duì)蛋白質(zhì)功能進(jìn)行更復(fù)雜的研究提供了急需的工具。
以下是Cell Atlas中的一些示例圖像:
CCNB1:細(xì)胞周期蛋白B1是一種調(diào)節(jié)蛋白,位于細(xì)胞質(zhì)中,參與人和小鼠細(xì)胞的有絲分裂。它主要在細(xì)胞周期的G2/M 期以細(xì)胞周期依賴性的方式表達(dá)。在圖中,U-2 OS人細(xì)胞系中的細(xì)胞周期蛋白B1蛋白表達(dá)(抗體HPA030741)以綠色顯示,而細(xì)胞核為藍(lán)色,微管為紅色。
蛋白質(zhì)圖譜
DAXX:死亡域相關(guān)蛋白6是一種多功能蛋白,主要定位于人和小鼠細(xì)胞的細(xì)胞核和核體,但也在細(xì)胞質(zhì)中表達(dá)。DAXX 與有絲分裂G2期的著絲粒相關(guān)。在細(xì)胞質(zhì)中,它通過與細(xì)胞凋亡抗原Fas相互作用來調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡。該圖顯示了細(xì)胞系A(chǔ)-431中細(xì)胞核內(nèi)的核體(GFP標(biāo)記的抗體HPA008797)中的表達(dá)。