两大顶级刊物:植物蛋白互作图谱与关键基因

【字体: 时间:2011年10月17日 来源:生物通

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  由拟南芥蛋白互作组图谱联盟,韩国庆尚大学等处领导的两大研究团队分别在Science,和Nature Genetics杂志上发表了植物研究领域的最新成果——拟南芥蛋白相互作用图谱(Plant Interactome),以及与恶劣环境相关的重要基因。

  生物通报道:由拟南芥蛋白互作组图谱联盟,韩国庆尚大学等处领导的两大研究团队分别在Science,和Nature Genetics杂志上发表了植物研究领域的最新成果——拟南芥蛋白相互作用图谱(Plant Interactome),以及与恶劣环境相关的重要基因。

在第一篇文章中,研究人员首次针对植物的蛋白相互作用系统分析,获得了第一个植物系统蛋白相互作用图谱(Plant Interactome),这对于分析了解植物蛋白相互关系具有重要的意义。这项研究是“拟南芥蛋白互作组图谱联盟”的一项最新成果——“拟南芥蛋白互作组图谱联盟”是由20多个国立和国际实验室组成的,致力于了解植物蛋白相互关联的项目。

研究人员首先分析获得了上万个开放阅读框(ORF),然后利用酵母双杂交技术对这些ORF进行检测,结果在40万次蛋白分析实验中,共发现了6250个蛋白互作样本,其中有2774种蛋白参与。这些蛋白互作样本在拟南芥完整蛋白作用谱中仅占大约2%,这主要是由于分析实验仅覆盖拟南芥完整蛋白的三分之一,而且由于灵敏度的原因,许多较弱的蛋白相互作为无法检测到。这也就是说未来也许还会有更全面的蛋白作用图谱。

不过利用首个植物蛋白互作图谱,研究人员可以将整理分类这些互作蛋白,从而可以用于揭示协同作用蛋白的系统网络。研究人员发现1900对互作蛋白可能是原始基因拷贝扩增的产物,而拟南芥基因组数据表明植物基因的随机拷贝数比动物的多,这些基因拷贝使得植物具有适应环境变化的遗传多样性。

研究人员还利用先进的测序技术,演算出了单一基因拷贝扩增事件的时间跨度,并比较了基因拷贝扩增和结合蛋白成分的变化,这将有助于科学家们估算进化过程中这些蛋白的功能如何联系在一起。

这些研究数据为科学家们提供了蛋白互作的双重数据,这些数据,以及将来的蛋白互作组图谱将组成一个信息库,利用这些信息,研究人员将可以获得具有更高的抗旱性、抗病性的农业物,以及更有营养,对人类更有益的新型农产品。

另外研究人员还发现了能够战胜寒冷、盐碱和水分不足等恶劣环境的植物基因,这项研究由韩国科学家与美国科学家合作完成。

研究人员分别对属于盐土植物科,生长在盐湖地区的植物“盐芥”和属于甜土植物科的“阿拉伯芥”进行了分析和比较。结果发现与阿拉伯芥相比,盐芥中有603个特殊的基因被发现,另外MYB47、HKT1、CBL10等基因中存在的大部分基因在抗压功能方面起着巨大的作用,而在阿拉伯芥中存在的特殊的基因则在抗御疾病方面起重大作用。这是各种植物物种在进化的过程中为了适应环境进行基因自我选择的结果。

(生物通:万纹)

原文摘要:

Evidence for Network Evolution in an Arabidopsis Interactome Map
Plants have unique features that evolved in response to their environments and ecosystems. A full account of the complex cellular networks that underlie plant-specific functions is still missing. We describe a proteome-wide binary protein-protein interaction map for the interactome network of the plant Arabidopsis thaliana containing about 6200 highly reliable interactions between about 2700 proteins. A global organization of plant biological processes emerges from community analyses of the resulting network, together with large numbers of novel hypothetical functional links between proteins and pathways. We observe a dynamic rewiring of interactions following gene duplication events, providing evidence for a model of evolution acting upon interactome networks. This and future plant interactome maps should facilitate systems approaches to better understand plant biology and improve crops.

 

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