Science发布蛋白质组研究重大成果

　　

生物通报道  科学家们在新研究中揭示了人类巨细胞病毒（HCMV）令人惊讶的、复杂蛋白质编码能力，该发现是朝着了解感染过程中这一病毒操控人类细胞的机制所迈出的重要的第一步。20多年前研究人员首次对HCMV基因组进行了测序，现在他们又对这一常见病原体的蛋白质组（proteome，整套的表达蛋白）进行了研究。

HCMV是一种获得惊人成功的病毒，它能够感染地球上大多数的人类。但已知的出生缺陷及疾病仅分别出现在新生婴儿及免疫系统受损的成年人中。这种病原体具有公诸于众的最大的病毒基因组，包含24万个DNA碱基对。与之相比，脊髓灰质炎病毒基因组只包含大约7500个碱基对。

加州大学旧金山分校的Noam Stern-Ginossar和来自美国、德国的同事将核糖体分析（ribosome profiling）和质谱法（mass spectrometry）相结合，研究了HCMV的蛋白质组。这一方法也可用于研究其他病毒生成的蛋白质。

研究结果发布在11月23日美国科学促进会出版的《科学》（Science）杂志上。

论文的共同作者、加州大学的Jonathan Weissman解释说：“病毒的基因组只是一个起点。了解基因组编码的蛋白质使得我们开始思考病毒做了些什么，以及我们如何能够干预它……我们鉴别的每个蛋白都有可能告诉我们这一病毒正在如何操控它的宿主细胞。”

Stern-Ginossar和其他的研究人员怀疑，现有的主要基于计算方法绘制的HCMV蛋白质编码潜力图谱远远不够完整。因此，他们开始绘制HCMV感染人类成纤维细胞过程中核糖体的位置图谱。利用生成的图谱，Stern-Ginossar和同事们找到了数百个从前未经确认的蛋白质的模板。这些蛋白质被编码在病毒基因组称作开放阅读框的对应DNA片段中。

令人惊讶的是，研究人员发现其中许多的开放阅读框编码了特别短的蛋白质序列，少于100个氨基酸。一些新发现的开放阅读框甚至隐藏在其他的开放阅读框内。

“我们的研究中一个重要的发现是这些模板每一个都能编码一种以上的蛋白质。这些极短的蛋白质可能比我们预期的更为常见，”论文的共同作者、德国马克思普朗克生物化学研究所的Annette Michalski说。

研究人员应用质谱法确证存在过去通过核糖体位置绘图预测的许多未知病毒蛋白。

在未来，核糖体分析结合质谱法有可能用于研究其他复杂病毒的蛋白质组。最终，这样的信息可用来了解不同病毒为自身目的胁持宿主细胞的机制。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文索引：

"Decoding Human Cytomegalovirus," by N. Stern-Ginossar; B. Weisburd; N.T. Ingolia; J.S. Weissman at University of California, San Francisco in San Francisico, CA; A. Michalski; M.Y. Hein; M. Mann at Max Planck Institute of Biochemistry in Martinsried, Germany; V.T.K. Le; H. Hengel at Institut für Virologie, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf in Düsseldorf, Germany; S.-X. Huang; M. Ma; B. Shen at Scripps Research Institute in Jupiter, FL; S.-B. Qian at Cornell University in Ithaca, NY; N.T. Ingolia at Carnegie Institute for Science in Baltimore, MD.