生物谷報(bào)道：Carnegie Mellon University的科學(xué)家第一次對動物不同發(fā)育階段的蛋白質(zhì)變化情況進(jìn)行蛋白組綜合分析（comprehensive proteome analysis）,，得到的結(jié)果令人吃驚,，將可能令科學(xué)家重新審視原有的關(guān)于蛋白質(zhì)如何組織胚胎發(fā)育過程中的關(guān)鍵步驟的設(shè)想。這些發(fā)現(xiàn)在將來的某一天可能提供一種靈敏的檢測方法來檢測藥物或者環(huán)境中的化學(xué)因子如何影響特定的蛋白質(zhì)網(wǎng)并損害發(fā)育。

長期以來的假設(shè)是：發(fā)育過程的一個關(guān)鍵生長步驟中,，細(xì)胞轉(zhuǎn)化相關(guān)的幾個特定蛋白質(zhì)在細(xì)胞群改變形態(tài)前激活,。研究實(shí)際觀察到的剛好相反。這個發(fā)表在Development雜志上的研究結(jié)果顯示,，許多種不同種類的蛋白質(zhì)都參與了這個過程,，特定細(xì)胞群開始改變形態(tài)實(shí)際上是提前為細(xì)胞的轉(zhuǎn)化做準(zhǔn)備。

研究人員仔細(xì)研究了果蠅（Drosophila melanogaster）胚胎的整個蛋白組,。他們比較了果蠅發(fā)育的3個階段的蛋白組,，以期了解當(dāng)部分細(xì)胞折疊形成特定包括神經(jīng)、免疫系統(tǒng)肌肉等結(jié)構(gòu)時蛋白組究竟發(fā)生了怎樣的變化,。這個被稱為原腸胚形成（gastrulation）的階段正是從昆蟲到人類的所有動物必經(jīng)的一個關(guān)鍵的生長步驟,。在原腸胚形成的過程中一個稱為腹裂溝形成（ventral furrow formation）的過程，沿著果蠅下部的柱型細(xì)胞變成椎型,，使得他們開始向胚胎內(nèi)部生長,。

在這個蛋白組分析中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)許多種類的蛋白的豐度在原腸胚形成之前就發(fā)生了顯著變化,，包括調(diào)控代謝,、蛋白產(chǎn)生、蛋白分解,，細(xì)胞骨架的形成等等相關(guān)蛋白,。此前的遺傳學(xué)研究只提供了有限的基因調(diào)控腹裂溝細(xì)胞分化信號傳導(dǎo)通路的信息，而沒有提供這些變化如何協(xié)同發(fā)生的,。研究結(jié)果證實(shí)腹裂溝的形成是一個涉及幾乎所有細(xì)胞進(jìn)程的復(fù)雜過程,。研究人員同時發(fā)現(xiàn)只有一個蛋白質(zhì)是正好在細(xì)胞發(fā)生形態(tài)改變的時刻被活化的，這個蛋白是一個負(fù)責(zé)降解蛋白質(zhì)的復(fù)雜的細(xì)胞器——蛋白酶體（proteosome）的部分,。結(jié)果提示在腹裂溝中的細(xì)胞開始改變形態(tài)前細(xì)胞開始降解部分蛋白,，例如細(xì)胞骨架蛋白而防止細(xì)胞形成柱型結(jié)構(gòu)。

為證實(shí)在ventral furrow形成的過程中蛋白的變化對發(fā)育進(jìn)程是關(guān)鍵的,，研究人員采用RNA干擾技術(shù)（RNA interference）降低特定基因的表達(dá)從而改變蛋白質(zhì)豐度,，則ventral furrow無法形成。

為了比較發(fā)育不同階段蛋白質(zhì)種類和豐度的變化,，研究人員是采用Amersham公司的差異凝膠電泳（Difference Gel Electrophoresis,，DIGE）技術(shù)，將兩種蛋白樣品用不同的熒光染料標(biāo)記并一起跑電泳,，通過電荷和大小來區(qū)分蛋白質(zhì),，通過計(jì)算機(jī)程序分析凝膠上各種蛋白的豐度和兩個樣品之間的差異。

這個研究還僅僅是個起點(diǎn),。比較動物不同發(fā)育階段的蛋白組之間的差異,，再結(jié)合其他的研究方法將有助于揭開在發(fā)育過程或者疾病狀態(tài)下蛋白組功能/相互作用網(wǎng)絡(luò)的面紗。同樣蛋白質(zhì)組學(xué)還能用于其它相關(guān)的研究，對了解不同生理和病理狀態(tài)下的pattern是極有價(jià)值的,，也為將來的藥物開發(fā)提供良好的模式,。