科學(xué)家首次構(gòu)建出人細(xì)胞分裂蛋白網(wǎng)絡(luò)4D動(dòng)態(tài)模型
撰文 | 何東明
責(zé)編 | 葉水送
生命有別于其他物質(zhì)的最重要的基本特征，就是能通過細(xì)胞增殖來不斷更新繁衍，通過分裂由一個(gè)細(xì)胞生成二個(gè)細(xì)胞，而有絲分裂就是真核細(xì)胞的基本增殖方式。但限于研究技術(shù)或研究思路，目前絕大多數(shù)在活細(xì)胞的研究只研究信號通路的一個(gè)重要蛋白。但有絲分裂實(shí)際上是許多分子在時(shí)間空間上相互精確協(xié)調(diào)而演奏出的樂曲 ，顯然只看一分子一音符難以深窺其中奧秘。
9月11日，Nature在線發(fā)表了一個(gè)重磅成果，歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室（EMBL）的研究人員成功制作出了細(xì)胞有絲分裂蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的第一個(gè)4D動(dòng)態(tài)模型。
研究人員展示了在細(xì)胞分裂過程中跟蹤五種不同的重要蛋白質(zhì)：AURKB（紅色），NUP107（綠色），CENPA（紫色），CEP192（黃色）和TUBB4B（CYAN）的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)，以說明研究者如何進(jìn)行構(gòu)建，細(xì)胞有絲分裂蛋白圖譜將這些數(shù)據(jù)整合到交互式4D計(jì)算機(jī)模型中。
在這種公共資源中，科學(xué)家可以自由選擇有絲分裂蛋白的任何組合，并實(shí)時(shí)查看它們在細(xì)胞分裂過程中的定位和互作。目前，研究著重在人的Hela細(xì)胞系。為了在未來進(jìn)行更多這樣的研究，研究者將實(shí)驗(yàn)方法、定量顯微鏡平臺(tái)和創(chuàng)建動(dòng)態(tài)蛋白質(zhì)圖譜的代碼，開放給其他人使用。
細(xì)胞分裂是生命體極為重要的過程。當(dāng)它出錯(cuò)時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)諸如癡呆，不育和癌癥等嚴(yán)重疾病。從動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的角度來分析疾病相關(guān)過程提供了一個(gè)嶄新的視角，可找出它們的關(guān)鍵鏈接，在這些鏈接中可以切割或重新連接它們以進(jìn)行加強(qiáng)，該新技術(shù)也被寄予了廣闊的前景。
研究項(xiàng)目組長Ellenberg 表示，“除了有絲分裂，這里開發(fā)的技術(shù)可用于研究其他許多重大細(xì)胞生命活動(dòng)的蛋白質(zhì)，例如細(xì)胞死亡，細(xì)胞遷移或癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移。通過觀察這些蛋白質(zhì)形成的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)，我們可以識別出關(guān)鍵的脆弱性，那就是負(fù)責(zé)將兩個(gè)環(huán)節(jié)聯(lián)系在一起而沒有備選物的那個(gè)蛋白質(zhì)?！痹谒幬镅邪l(fā)上，新技術(shù)將能大顯身手。
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https://www.nature.com/articles/s41586-018-0518-z
在蛋白動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)層面而且可以自主選擇蛋白實(shí)現(xiàn)互動(dòng)的系統(tǒng)水平上來分析，應(yīng)該會(huì)許多重要的新發(fā)現(xiàn)與和新應(yīng)用。