[生物通讯]美国能源部西北太平洋国家实验室（Pacific Northwest National Laboratory）的科学家们绘制出一种对高强度辐射具有抵抗力、能够生存于极端环境的微生物的蛋白质图谱，这是迄今世界上所有生物中覆盖率最大，最为完整的蛋白组图谱。这一研究为利用这种名为耐辐射球菌（Deinococcus radiodurans）的细菌作为生物学增补剂打开了新机遇的大门。

     这项即将发表在8月20日期美国《国家科学院学报》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上的新研究获得了该细菌蛋白质组61％的覆盖率。这是迄今所有微生物中最完全的蛋白质组。西北太平洋国家实验室的科学家们识别出耐辐射球菌D. radiodurans中超过1900种蛋白。

       随时检测每一种蛋白质的数量对于试图了解哪些蛋白质与重要的细胞功能有关的科学家而言已变得越来越重要。美国能源部的微生物基因组计划－－生命计划的基因组部分，提供了包括耐辐射球菌在内的各种微生物的基因组信息，开发出预测微生物可能的蛋白质组成的方法，这些信息都是微生物为何以及如何执行不同功能的关键。

    D. radiodurans之所以引起科学家们的兴趣，是因其分解辐射性材料的潜力、耐高强度辐射能力以及令人印象深刻的修复DNA的能力。吉尼斯世界记录曾一度将其列为世界上最坚韧顽强的细菌。

    “我们已经能够检测到更多的蛋白质，尤其是少量存在的蛋白。”文章的第一作者、西北太平洋国家实验室的高级科学家Mary Lipton说。“由于我们这个蛋白组图谱的覆盖率是空前完整的，因而现在我们能够提供给生物学家们蛋白质水平的信息，这些信息是他们以前从来没有得到过的。”

    为识别出与各种不同功能有关的蛋白质，研究人员将D. radiodurans分别暴露于几种极端环境中：热休克、冷休克；暴露于损伤DNA的化学物质中，如三氯乙烯等；暴露于电离辐射中；暴露于饥饿条件下。研究人员识别出许多早先只根据DNA信息假定存在的蛋白质以及似乎没有什么功能的蛋白质。除了识别出机体整个生命过程中都存在的蛋白质外，研究还识别出只有在特殊条件下才有活性的蛋白质。

    为绘制出这个前所未有的高覆盖率蛋白组图谱，研究人员使用了一种新型高通量质谱仪。该质谱仪是基于西北太平洋国家实验室发明的傅立叶转换离子回旋共振技术（Fourie - transform ion cyclotron resonance）构建的。这种质谱仪使科学家可以在几小时内识别出成千上万种蛋白质。这个系统依赖于一个“两步法”过程，即通过一前一后两个质谱过程识别每种蛋白的生物标记。

    “我们不仅识别出这些蛋白，而且通过双质谱技术验证了得到的结果。”西北太平洋国家实验室的首席研究员Richard D. Smith说道。

    “一旦我们识别出这些蛋白质的生物标记，我们就永远不必重复识别步骤，我们的实验速度因此也可以大大提高。这样我们不仅获得了比当前所有蛋白质图谱都为完整的蛋白组图谱，而且可以更快地跟上新变化的发展。”

　    这项实验是在William R. Wiley 环境分子科学实验室进行的，William R. Wiley 环境分子科学实验室是美国能源部的一个科研用户机构，位于西北太平洋国家实验室内，由美国生物学和环境科学研究办公室资助。

    研究的其他作者还包括来自路易斯安娜州立大学和卫生科学统一服务大学的研究人员。

    商业咨询西北太平洋国家实验室的研究和技术，请直接拨打1-888-375，或写信至inquiry@pnl.gov。

    西北太平洋国家实验室是美国能源部的一个研究结构，在环境、能源、健康、基础科学以及国家安全领域的科学技术中取得了一系列突破。该实验室设在俄亥俄州首府哥伦布，是Battelle在1965年为能源部成立的。

消息来源：西北太平洋国家实验室

生物通摘译自BIO.COM