蛋白质组学

利用蛋白质组学数据来深入探索番薯基因组

最近,美国密西西比州立大学的研究人员分析了番薯叶片和根部的蛋白质组,并结合蛋白质组的数据,对番薯基因组进行了更深入的探索。

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香甜软糯的番薯是许多人的挚爱,特别是在寒冷的冬天,吃上一个热腾腾、香喷喷的烤红薯,那是一件多么惬意的事情。不过,虽然人类种植番薯已有千年的历史,但科学家对其蛋白质组成仍然知之甚少。

最近,美国密西西比州立大学的研究人员分析了番薯叶片和根部的蛋白质组,并结合蛋白质组的数据,对番薯基因组进行了更深入的探索。这项成果发表在美国化学学会(ACS)旗下的《Journal of Proteome Research》杂志上。

番薯(Ipomoea batatas,又名红薯、地瓜……)是很多地区的主食。它也常用作动物饲料和工业产品,比如生物燃料。番薯虽然有着朴实无华的外表,但它的基因组出奇复杂,编码的基因数比人类基因组还多。此外,它也有着复杂的化学成分。

番薯块根(也是我们平时吃的部分)中的蛋白质含量很低,且叶片含有许多次级代谢产物。这使得人们很难提取出足够的蛋白质进行分析。

于是,密西西比州立大学的Sorina Popescu和George Popescu及其同事想了解一下蛋白质基因组学方法是否能够帮助他们更好地了解番薯根部和叶片的成分。蛋白质基因组学(proteogenomics)是最近兴起的一个研究方向,它利用蛋白质组学数据进行基因组注释。

研究人员利用两种不同的方法从根部和叶片样本中提取蛋白质,然后将其切割成多肽。他们随后利用液相色谱和质谱方法来分析样本,从叶片中鉴定出3,143种蛋白质,并从根部中鉴定出2,928种蛋白质。初级代谢和蛋白质翻译过程主要集中在叶片,而与蛋白质折叠、运输和分选相关的遗传通路以及碳水化合物代谢的通路主要集中在根部。

之后,他们将番薯的蛋白质组学数据与基因组数据进行比较。他们发现,蛋白质组学数据能够帮助他们深入了解某些基因组区域。例如,分析预测出741个新的蛋白编码基因,而过去不认为这些区域是基因,并改进了2056个基因座的基因注释。

研究人员表示,蛋白质基因组学分析结果为新的开放阅读框(ORF)、外显子延伸和内含子ORF序列的翻译提供了证据。

参考文献:

Proteomics and Proteogenomics Analysis of Sweetpotato (Ipomoea batatas) Leaf and Root

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