Nature子刊：人体中Nobody微蛋白的大作用
2016-12-13 药明康德 药明康德
在人体的基因组中，有着大量的小开放阅读框（smORF）的基因。它们编码着体积十分微小的蛋白，以至于这些基因大都尚未被注释，更不用说其所翻译蛋白的功能。这些“微蛋白”（microprotein）很难被发现。为此，耶鲁大学（Yale University）和索尔克研究所（Salk Insitute）的科学家们采用了一套特殊的方法。他们先将细胞中较大体积的蛋白清除，然后用液相色谱-质谱联用蛋白质组（li
在人体的基因组中，有着大量的小开放阅读框（smORF）的基因。它们编码着体积十分微小的蛋白，以至于这些基因大都尚未被注释，更不用说其所翻译蛋白的功能。这些“微蛋白”（microprotein）很难被发现。
为此，耶鲁大学（Yale University）和索尔克研究所（Salk Insitute）的科学家们采用了一套特殊的方法。他们先将细胞中较大体积的蛋白清除，然后用液相色谱-质谱联用蛋白质组（liquid chromatography-mass spectroscopy proteomics）分析方法，对剩下蛋白成分的氨基酸序列进行细致分析，并自行设计生物信息学算法，结果鉴定出了400多个这样的微蛋白及其基因。该成果发表于近期的《自然》子刊Nature Chemical Biology上。
“尽管我们如今已对人类基因组有着相当的了解，但是现有的基因发现手段仍会有很多‘盲点’，”文章的通讯作者、索尔克研究所的Alan Saghatelian教授说道：“即便将整个人类基因组彻底地测序完一遍，你也可能无法发现其所编码的一些蛋白，因为它们片段太短，以至于通常使用的分析算法会直接将它们的基因过滤掉。”
在这400多个微蛋白中，科学家们还专门对一种蛋白进行了功能研究，发现其在细胞内参与mRNA降解，对多余的mRNA进行回收利用，从而mRNA阻止继续制造不再需要的特定蛋白。由此可见，该过程对细胞中的基因表达调控十分重要。然而，就是对于这一机制，人们一直不知道其中还有个“小个子”蛋白发挥有关键作用。
这个蛋白名叫Nobody，确实就像它名字的表面意思那样“默默无闻”。不过，Nobody实际的全称为non-annotated P-body dissociating polypeptide，意即“未注释P小体解离多肽”，具有高度的进化保守性。
▲人源肾脏细胞染色：蓝色为细胞核，红色为P小体，绿色为Nobody蛋白，黄色为含Nobody的P小体（图片来源：《Nature Cell Biology》 ）
研究者发现，Nobody存在于P小体（P-body）中，并与当中的多种蛋白组分（如脱帽酶）存在着相互作用。P小体由mRNA和多种蛋白组成，完成mRNA降解回收过程中的第一步——脱帽（dacapping）。实验显示，Nobody在细胞内的水平与P小体的数量呈负相关，Nobody水平的异常变动会干扰正常的mRNA回收过程。
▲文章通讯作者Sarah Slavoff教授（左）和Alan Saghatelian教授（右）（图片来源：Yale、Salk）
“这一工作最重要的意义在于，即便对于一个已被充分研究的生物学过程，某个微蛋白可能参与其中，一直就在我们的眼皮底下，然而一直未被发现，”文章的另一通讯作者、耶鲁大学的Sarah Slavoff教授说道。
“尽管Nobody还未与任何一种特定疾病的发生联系起来，但是其他的微蛋白却有这种可能，” Alan Saghatelian教授表示：“对于这些微蛋白的寻找和解析，以揭示其在生理和病理过程中的作用，将是分子生物学中一个激动人心的前沿领域。”
原始出处：
[1] Sarah Slavoff,Alan Saghatelian,et al. A human microprotein that interacts with the mRNA decapping complex. Nature Chemical Biology.December 2016.
[2] Jim Shelton. Here comes 'NoBody,' a microprotein on a mission.YaleNews.December 5, 2016.
[3] Small but mighty: Tiny proteins with big roles in biology. ScienceDaily. December 6, 2016.
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