一种新方法可以测量和比较不同形式的蛋白质和蛋白质复合物

　　

研究小组可以使用一种新方法来测量和比较不同形式的蛋白质和蛋白质复合物，这有助于揭示以前看不见的藻类基因组在细胞周期中是如何控制的分子特征。该出版物“pyMS-Vis，一个用于可视化和调查反卷积质谱实验的开源Python应用程序：组蛋白蛋白样案例研究”最近发表在《分析化学》（2024）杂志上。

研究合作包括James Umen博士（Danforth植物科学中心成员兼首席研究员）、James (Jim) Pesavento博士，Mowei Zhou博士（浙江大学实验学者），以及Ljiljana博士，视觉蛋白质组学首席科学家。

Umen实验室以长期研究藻类细胞如何繁殖和分化成性别不同的类型而闻名。Pesavento是使用质谱法以极高的精度识别生物分子并量化其丰度的专家。他的专长是研究一种非常重要的蛋白质组蛋白，这种蛋白质被用来包装所有有细胞核的生物体的DNA，包括植物、藻类和人类。组蛋白不仅是将DNA包装成一种称为染色质的紧密形式所必需的，而且还用化学修饰修饰，作为标记基因位置和是否应该表达的信号或标志。这些标记有时被称为表观基因组，因为它们为与其相关的DNA添加了额外的信息层。

该领域的一个主要挑战是弄清楚哪些组蛋白具有哪些化学修饰，这些修饰发生在组蛋白蛋白的哪个位置，以及它们是否动态（在特定条件下添加和删除）。即使使用最先进的质谱仪器和软件，组合的可能性也使这项任务尤其困难。此外，每一组生物，如植物和绿藻，似乎都有自己不同的组蛋白代码语言，学习这种语言作为帮助培育具有有益性状的改良品种的工具是很重要的。

尽管有商业软件可以帮助完成这项任务，但没有足够强大的软件来处理整个组蛋白的组蛋白修饰。Pesavento意识到，识别组蛋白修饰的重复性和耗时的任务可以部分自动化，于是他着手创建一个名为pyMS-Vis的开源工具，以帮助藻类组蛋白和其他组蛋白研究人员解决这个问题。

Pesavento说：“这项工作始于与SMC教授Udayan Das博士的合作，因为我们在2022年SMC本科生暑期研究项目期间共同指导了一名计算机科学本科生Megan Bindra。”“我们取得了重大进展，宾德拉在次年（2023年）的一次专业会议上展示了这项工作。美国国家科学基金会对我在SMC的小实验室的资助支持，以及不同科学学科的投资合作者，对这项工作的发表至关重要。”

为了测试这种方法，他使用了Umen实验室从处于细胞分裂周期不同阶段的细胞中制备的一组组蛋白样本，以回答当细胞复制DNA时，与细胞生长但不复制DNA或分裂时，细胞组蛋白上的标记发生了什么。pyMS-Vis使快速分析数据成为可能，并发现了一个新的、出乎意料的大群体的特定组蛋白亚型，缺失了一个标记，而这个标记一直被认为存在于几乎每个该亚型的组蛋白上。

Umen说：“pyMS-Vis使我们能够看到我们以前不容易看到的组蛋白动力学，并为更全面地了解藻类基因表达语言打开了大门。”“这种更深入的理解将是开发藻类作为高产作物物种的关键部分，这些作物稳定地表现出有益的特性，如提高石油或高价值产品的产量。”

---

---