利用“多维自动荧光显微技术”“多抗原配体图谱”技术,科学家就可以在同一病理切片上同时跟踪上百个蛋白质——不仅可以看清它们在活细胞中的三维分布,还可以借此更方便地研究这群“细胞公民”间盘根错节的复杂关系
据介绍,运用该技术已分析了癌症、慢性疼痛和牛皮癣三种疾病,同时发展了处理相关负责数据的基本理论概念和计算方法
小小的细胞好似一个小社会:基因根据生命程序制造着蛋白质,蛋白质根据各自职责,按照特定的“社会关系”,完成生命活动。多年来,研究这群“细胞公民”的“社会行为”十分繁难。但最近一项新技术的出现,将为该领域研究插上“翅膀”。
昨天出版的《自然·生物技术》杂志在封面位置刊登了一项中科院上海生科院计算生物学研究所与德国马格德堡大学合作的研究成果,该成果建立了一种新方法,它有望使对“细胞公民”的研究更加深入,对“细胞社会”的观察更透彻。
人如果得病了,人体细胞中的哪些蛋白质会“行动诡异”?采用以前的研究方法,在一张病理切片上,一次只能对少数几个蛋白质进行逐一研究,采取逐个排除,来寻找与疾病相关的“靶点”蛋白质。但利用该论文介绍的“多维自动荧光显微技术”,以及“多抗原配体图谱”技术,科学家就可以在同一病理切片上同时跟踪上百个蛋白质——不仅可以看清它们在活细胞中的三维分布,还可以借此更方便地研究这群“细胞公民”间盘根错节的复杂关系。
据论文介绍,运用该技术已分析了癌症、慢性疼痛和牛皮癣三种疾病,同时发展了处理相关负责数据的基本理论概念和计算方法。
相关专家认为,该方法不仅有助于人们更为深入地了解蛋白质间相互作用调控网络,亦有助于寻找人类疾病新的诊断和治疗靶标。
在10月2日出版的国际权威学术刊物《自然生物技术》(Nature Biotechnology)网络版上,一篇题为《应用多维自动荧光显微技术分析蛋白质的拓扑结构和功能》的论文引人注目,并且被选作这一期刊物的封面文章。
这是2日中国科学院上海生命科学研究院传出的信息。据介绍,这篇论文的作者包括德国马格德堡大学的瓦尔德·舒伯特(Walter Schubert)教授,中国科学院-马普学会计算生物学伙伴研究所所长德乐思(Andreas Dress)教授以及其他8位外国合作者。
这篇论文阐述了10位科学家合作发明的“多抗原配体图谱(MELK)” 技术,这项技术可以同时在单细胞内检测跟踪上百个蛋白质。这是科学家首次绘制的细胞蛋白质在时间-空间上的立体排列图形,它能反映蛋白质结构与细胞功能的相关性,被形象地称之为“细胞蛋白质拓扑图”。MELK技术标志着细胞生物学研究步入了拓扑研究的时代。
蛋白质是细胞最重要的结构成分,参与几乎所有的生命活动过程,是细胞内行使和调节各种生物功能的生物大分子。MELK技术作为检测蛋白质的一项新技术,将揭开细胞生命的神秘面纱。
科学家运用MELK技术分析癌症、慢性疼痛和牛皮癣三种疾病,获得了大量复杂数据,同时发展了处理相关复杂数据的基本理论概念和计算方法。研究成果还显示,MELK技术可用作识别人类疾病的新诊断标记,寻找治疗靶标,确定组成蛋白质网络的蛋白的定位。
据悉,2005年10月,中国科学院和德国马普学会在上海建立了马普学会在德国境外的第一个研究所--中国科学院-马普学会计算生物学伙伴研究所。短短一年里,这个所已经从海外招聘了一批优秀的科学家,并和美国、日本、韩国、新加坡、德国等国家的知名研究机构开展了科研合作。
中德科研人员同时在单细胞内检测跟踪上百个蛋白质,研究它们在时间和空间上的网络排列,揭示这幅蛋白质“拓扑图”到底与哪种细胞功能有关,这标志着细胞生物学步入了拓扑研究时代。在昨天出版的国际权威学刊《自然·生物技术(Nature·Biotechnology)》封面上,刊登了中科院上海生命科学院计算生物学研究所与德国马格德堡大学等知名研究机构合作的论文《应用多维自动荧光显微技术分析蛋白质的拓扑结构和功能》。
蛋白质是细胞最重要的结构成分,在细胞内行使着各种生物功能,参与几乎所有生命活动过程。蛋白质的时空位置与其功能之间存在复杂关系,它们必须以合适浓度、在适当时间处于相应位置,才能形成相互作用的网络。该论文指出,“在具有特定功能的蛋白质网络中,蛋白质必然服从一定的时空组合关系,而检测和量化这一关系是‘后蛋白质组学’的最大挑战。”
这项新研究表明,科学家们已做好迎接这一巨大挑战的准备。为揭开活细胞生命过程的神秘面纱,中德研究人员发明了一项“多抗原配体图谱(MELK)” 技术,并应用这种新型蛋白质检测技术分析癌症、慢性疼痛和牛皮癣等三种疾病,产生了大量复杂数据,同时也发展了处理相关复杂数据的基本理论和计算方法。研究显示,这一技术可用于确定组成蛋白质网络的蛋白定位,识别人类疾病的诊断标记,寻找治疗新靶点。
这篇论文的作者包括德国马格德堡大学舒伯特教授、计算生物学研究所所长德乐思教授及另外8位合作者。计算生物学研究所是中科院与德国马普学会在沪建立的研究所。去年10月成立以来,已从全球招聘近10名优秀科学家,并同欧美、日韩、新加坡等地开展了全球性合作。
研究论文:
Analyzing proteome topology and function by automated multidimensional fluorescence microscopy
Walter Schubert, Bernd Bonnekoh, Ansgar J Pommer, Lars Philipsen, Raik Böckelmann, Yanina Malykh, Harald Gollnick, Manuela Friedenberger, Marcus Bode & Andreas W M Dress
Published online: 01 October 2006 | doi:10.1038/nbt1250
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