在细胞中，不同的基因都处于沉默状态（中间和底部），相比正常细胞（最上面），特殊位点的分泌过程开始进行（绿色代表开始分泌） (Credit: Image courtesy of UCD Conway Institute of Biomolecular & Biomedical Research)
近日，爱尔兰都柏林大学和欧洲分子生物学实验室（EMBL）的研究者共同努力，揭示了人类基因组所编码的15%的蛋白质用于细胞来进行分泌的过程，这项研究使得我们评定超过800万个单独细胞的功能成为可能。研究者Jeremy Simpson表示，这是首次对人类细胞分泌过程的一个全基因组的评估。相关研究成果刊登在了近日的国际杂志Nature Cell Biology上。
分泌过程对于机体任何类型的细胞都是一个基础的过程，分泌过程可以使机体将激素类运输到血管中，将消化酶运输到肠道，以及在细胞间运输各种信号分子等。然而，时至今日，由于技术限制，并不允许科学家纵览细胞所进行的生产蛋白质、脂质，包装以及运输等过程。
以前关于分泌过程的研究只是基于在基因的小分子簇上或者在过于简单的生物体中（如果蝇），当然所识别的蛋白质和人类的并不一样；如今，研究者使用高内涵筛选的方法，可以系统性地以人类22000个基因为靶点，并且追寻其特殊的路径，研究者在超过800万个自爆中用荧光标记蛋白质，然后追踪其经过的路径。
研究者分析了70万张显微成像图片，发现了554个影响分泌的蛋白质以及发现了143个影响细胞早期分泌或者影响高尔基体形态的蛋白质。膜运输途径联系着细胞膜和细胞器之间的沟通关系，确保细胞可以维持其蛋白质以及脂质的补充，最终维持细胞的正常功能。细胞的分泌系统有能力处理一系列的货物分子，并且可以利用密集型的调节机器。这项研究重点研究了细胞质外壳蛋白复合物早期特殊的调节元件。相关研究由爱尔兰科学基金会支持。（生物谷Bioon.com）
编译自：First Genome-Wide Assessment of Secretion in Human Cells
编译者：T.Shen
doi:10.1038/ncb2510
PMC:
PMID:
Genome-wide RNAi screening identifies human proteins with a regulatory function in the early secretory pathway
Jeremy C. Simpson,1 Brigitte Joggerst,2 Vibor Laketa,2 Fatima Verissimo,2 Cihan Cetin,2 Holger Erfle,2, 6 Mariana G. Bexiga,1 Vasanth R. Singan,1 Jean-Karim Hériché,3 Beate Neumann,3 Alvaro Mateos,2 Jonathon Blake,4 Stephanie Bechtel,5 Vladimir Benes,4 Stefan Wiemann,5 Jan Ellenberg2, 3 & Rainer Pepperkok2
The secretory pathway in mammalian cells has evolved to facilitate the transfer of cargo molecules to internal and cell surface membranes. Use of automated microscopy-based genome-wide RNA interference screens in cultured human cells allowed us to identify 554 proteins influencing secretion. Cloning, fluorescent-tagging and subcellular localization analysis of 179 of these proteins revealed that more than two-thirds localize to either the cytoplasm or membranes of the secretory and endocytic pathways. The depletion of 143 of them resulted in perturbations in the organization of the COPII and/or COPI vesicular coat complexes of the early secretory pathway, or the morphology of the Golgi complex. Network analyses revealed a so far unappreciated link between early secretory pathway function, small GTP-binding protein regulation, actin cytoskeleton organization and EGF-receptor-mediated signalling. This work provides an important resource for an integrative understanding of global cellular organization and regulation of the secretory pathway in mammalian cells.
