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秀丽隐杆线虫生命周期中蛋白质组行为分析

由马克斯普朗克生物化学研究所(MPIB)的F.-Ulrich Hartl带领的一个协作研究小组,利用微小的秀丽隐杆线虫作为模式生物,分析了整个生命周期中蛋白质组所发生的改变。


这项研究在整个生物体中最广泛地定量了衰老过程中多个时间点的5,000多种不同的蛋白质。研究人员证实随着线虫的衰老蛋白质组经历了广泛的变化。大约三分之一的定量蛋白质丰度发生了显著改变。对于发挥正确细胞功能至关重要的一些不同的蛋白质,它们之间丧失了正常的关系。这种转变损害了蛋白质质量控制机器,破坏了这些蛋白质的功能。过剩的蛋白质聚集最终导致动物死亡,反映了这一点。


基于这些研究结果,研究人员还分析了寿命显著延长或缩短的遗传改造线虫是如何处理这些改变的。“我们发现短寿线虫更早出现蛋白质组失衡,且这种不平衡增高。与之相反,长寿线虫能够更好地应对,它们的蛋白质组组成与年轻动物的偏离得没有那么显著。


令人惊讶地是,长寿线虫会在无法溶解的聚集物中日益沉积过剩和有害的蛋白质,由此缓解对可溶的、功能性蛋白质组的压力。但是不同于短寿线虫中的聚集物,这些沉积物富含辅助蛋白,即所谓的分子伴侣,似乎阻止了聚集物通常的毒性效应。

Cell:秀丽隐杆线虫生命周期中蛋白质组行为分析.jpg

Kasturi说:“这些研究结果表明,作为一种安全机制细胞特异地累积了富含分子伴侣的蛋白质聚集物。因此,这些聚集物似乎是健康衰老的一个重要组成部分。” 事实上,众所周知在健康老年人的大脑中也会累积不溶性的蛋白质聚集物。到目前为止研究人员都认为,神经退行性变和痴呆似乎主要是由于异常的蛋白质组分在聚集物中累积所致。这一猜测现在或许再度得到了验证。


“显然,聚集物并不总是有害的。找到一些方法来将蛋白质封存到富含分子伴侣的聚集物中也许是一种有用的策略来避免或延缓随着我们的年龄增长一些神经退行性疾病的发生”。


原文链接:Widespread Proteome Remodeling and Aggregation in Aging C. elegans


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