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生物質譜技術為筆 繪制植物分子圖譜
2020年03月20日 09:05:35
來源：儀器網 點擊量：4294
近，德國慕尼黑工業大學的研究團隊在《自然》在自然雜志上發表了一項研究成果。他們采用生化和高通量分析方法繪制了擬南芥30種組織的轉錄組、蛋白質組和磷酸化蛋白質組的定量圖譜，初步回答了植物所有基因中有多少能編碼蛋白，它們在植物的什么位置進行表達，大約數量以及其被磷酸化的程度等問題。
【化工儀器網 行業動態】雖然現在的技術已經可以對植物的基因進行測序，還能夠對基因組數據進行深度解析，但關于基因如何影響植物生長、發育、繁殖，仍然有很多問題需要解答。
蛋白質是從基因到生物體的重要環節，是生物過程的主要執行者。隨著蛋白質學的發展，研究者們已經意識到植物組織細胞中的蛋白質模式是植物生長出不同形態與功能組織的關鍵。而要了解這些特定的蛋白質模式，不僅需要知道組織中存在的蛋白質類型，還需要清楚它們的數量。
近，德國慕尼黑工業大學的研究團隊在《自然》在自然雜志上發表了一項研究成果。他們采用生化和高通量分析方法繪制了擬南芥30種組織的轉錄組、蛋白質組和磷酸化蛋白質組的定量圖譜，初步回答了植物所有基因中有多少能編碼蛋白，它們在植物的什么位置進行表達，大約數量以及其被磷酸化的程度等問題。
擬南芥是植物生物學和遺傳學領域的模式植物，相當于生物學中的小白鼠和果蠅。對擬南芥的研究成果可以擴展到其他有花植物上。擬南芥的基因組完整測序工作在2000年就已經完成，其不同基因的功能研究者也有了相對深入的了解，但是擬南芥的蛋白質組研究卻遠不如基因組研究全面。
慕尼黑工業大學的研究團隊利用親水性強陰離子交換色譜和靜電場軌道阱超高分辨質譜儀鑒定了擬南芥27655個蛋白質的18210種以及檢測了蛋白質上43903個磷酸化修飾位點的信息，并建立了相應的數據庫。同時通過生物信息學方法對檢測得到的大量數據進行分析處理，繪制了目前全面的擬南芥組織蛋白質分子圖譜。
研究表明植物所有基因中有超過18000個基因可以編碼蛋白，大約數量的動態范圍超過6個數量級，這些蛋白質中有超過43000個位點被磷酸化。研究人員表示，下一步將對農作物中的蛋白組進行研究，例如蛋白組在植物受到害蟲攻擊時會怎樣變化。
該研究成果在擬南芥蛋白鑒定數量上的進展需要歸功于生物質譜設備和色譜技術的發展。研究所用的Thermo-Fisher QE-HF質譜是2014年推出的全新靜電場軌道阱超高分辨質譜儀，采用了分段式四極桿技術提高離子傳輸效率，利用超高場Orbitrap技術提高Orbitrap掃描速度，同時還擁有很高生物質譜的靈敏度。因此Thermo-Fisher QE-HF質譜已經成為定量蛋白質組學研究中常用的分析儀器。
雖然這是目前新的研究成果，但是研究采用的技術已經是現在蛋白質組學研究中的常規方式。去年Thermo Fisher Exploris 480、Sciex 6600+和Bruker timsTOF Pro等新型號的質譜儀開始進入市場并逐漸推廣。這些新的質譜儀器擁有更高的靈敏度和更快的掃描速度，加上信息技術的發展讓配套的應用分析軟件不斷得到優化，如果應用于蛋白質組學研究，預計將鑒定出數量更多的蛋白質，再次推進擬南芥的蛋白質組學研究。
編輯點評： 科學研究是一個由淺入深的過程，我們在不斷解開疑惑，卻也有新的問題隨之產生。如今，各個領域的科學研究都在向著更加深奧的方向發展，科學家們要解開的謎題也更多、更難。但這并不意味著我們只能放棄，不斷更新的科學技術及各式儀器設備，為科學家們提供了重要的科技支撐。
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