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动物科学中的蛋白质组学技术应用

2019-05-22钦芳臣王仲荣吴飞

农民致富之友 2019年9期
关键词:组学双向蛋白质

钦芳臣 王仲荣 吴飞

一、蛋白质组学研究的实际理论

在不同的细胞周期、分化阶段、环境条件、生长情况、营养情况等条件之下,机体的蛋白质组会发生效果较为显著的变化。但是通过mRNA表达水平并不能测试出蛋白质的实际表达水平,而导致这一情况出现的主要因素在于,翻译与转录丰度之间并没有较为明显的相关联系。虽然部分基因的mRNA会出现丰度相同的情况,但在翻译的过程中会出现实际翻译量与蛋白质量会出现相差十几倍甚至几十倍之间的差异。而相差几十倍丰度的mRNA可以转出相同数量的蛋白质,并且相关生物体内的蛋白质合成会出现动态方面的修饰以及加工,但这一表现在通常情况下并不会由基因来决定,同时还存在诸多细胞组织在mRNA水平上无法观察,因在多数调节细胞在蛋白质结构领域中会出现变化,例如:蛋白质磷化酸、甲基化、酰基化等。除此之外,多数蛋白质只有在与其他分子结合之后才可以显示出生物学的功能。因此,只有使用蛋白质组学的相关研究,才可以为细胞与体内组织的状态提供更加准确的分子描述。

二、蛋白质组学研究的方式分析

在实际展开蛋白质组分析的过程中,主要需要通过以下两个方面来实现:第一个方面是组成蛋白质组的研究。组成蛋白质组的研究即为建立一个细胞、一个组织、一个机体在生理条件下的蛋白质二维凝胶图谱;第二个方面是组成蛋白质组的研究。组成蛋白质组的研究主要是为了更加直观的了解到蛋白质组在各类条件下的实际变化,并通过对变化的观察来了解出细胞组织的生命活动规律。在实际展开蛋白质组研究的过程中,可以应用的技术手段较多,在分离蛋白质这方面所应用的技术手段包括:双向凝胶电泳、双向高效柱层。其中双向凝胶电泳技术可以将较为复杂的蛋白混合物中的蛋白质分开在二维平面中并且还可以针对实际分离出来的蛋白斑点展开定性与定量的分析,同时因为蛋白质的生物合成中粗壮乃翻译之后的修饰与加工,例如:肽链的磷酸化、糖基化以及蛋白质自剪接等,在实际应用双向凝胶电泳技术的过程中,针对蛋白质的正常生理功能展开研究与分析,是实际试验过程中的必须步骤,但其在实际变化的过程中会与遗传变异或疾病的发生之间产生必要的联系。而双向高效柱层可以在实际分离的过程中得到更过的蛋白質,并且实际流出的蛋白峰可以直接流向质谱,并且通过质谱可以针对蛋白峰展开检测、鉴定,同时双向高效柱层也是目前蛋白质组学中最为重要的一项研究技术。除此之外,通过利用生物信息学可以从蛋白质鉴定的角度深入到更加高级的结构研究,同时该项信息学可以对蛋白质组的各项数据展开处理与分析,同时这也是针对蛋白质组展开研究中的重要环节。而苏浙生物信息学的不断发展与进步,促使现代针对蛋白质组的数据分析已经转变为新型的基因产物研究,在蛋白质组数据库中不仅包含了有机体、细胞体、组织等蛋白质信息,同时还包括了诸多正在研究的细胞组织。

三、蛋白质组学技术在动物科学中的实际应用

1、表达蛋白质组学的研究

在将蛋白质组学技术实际应用在动物科学中时,其可以通过表达研究的方式将某一种动物的细胞、组织中存在的蛋白质建立在蛋白表达图谱护坡扫描EST(基因组表达序列标签)图谱中,这样不仅可以分析出不同动物体内的细胞组织蛋白质组的性质,同时还可以根据蛋白质的表达、修饰等变化来展开对动物蛋白质组的品质分析与动物的疾病研究,而且还可以对于珍惜保护动物以及特种经济动物的研究提供良好的帮助。除此之外,在实际应用双向高效柱层的过程中,可以基于该种技术的鉴定方式对动物的蛋白峰展开检测与鉴定,并且还可以将已经鉴定过的动物蛋白质组列入到转筒的数据库中,而后通过蛋白质的亚细胞定位、蛋白质的鉴定结果对动物的基因以及细胞展开全面性的研究。

2、蛋白质组学对基因表达的研究

在将蛋白质组学实际应用到动物科学中时,蛋白质组学可以对基因的表达展开研究,这项研究主要是通过对畜禽的遗传繁育展开研究,传统的遗传育种学认为,动物的性状主要是通过相应的基因来控制。细胞基因组是畜禽的唯一蛋白基因组织,同时单一的有机体只有一个确定的基因组。通过蛋白质组学的研究可以得知,不能通过一个基因一个蛋白的对应关系来解释基因遗传信息的复杂规律,一个基因可以表达的蛋白质数目可能会大于一,并且动物机体的某一种性状并不是由一种单一的基因控制,在实际基因互作及蛋白质见的复杂作用。在实际引入蛋白质组学的研究手段之后,在育种选育的环节中可以通过从现在的个别基因转移来改进个别形状的个别性能,最终实现整体性能的改善。此外,在实际针对畜禽的基因展开研究时,其可以通过鉴定禽畜与其他动物基因的方式,来判断出两种基因是否可以融合到一起,当结果较为良好时,就可以针对基因的融合工作展开研究。

3、蛋白质在反映生物系统的研究

蛋白质可以充分反映出生物系统的真实状态,在实际通过蛋白质组展开研究是,可以全面观察在不同条件下动物蛋白质组的实际变化。在实际研究的过程中可以充分运用蛋白质组学的研究技术,在分子水平中研究动物生长发育的过程,例如:下丘脑、垂体、肝脏、甲状腺、肾上腺、性腺等方面组成的内分泌生长轴激素的表达规律,在上述的银子品种特异性及组织特异性的表达中可以得知,在实际研究的过程中可以通过深入研究的方式来他所处动物生长发育的机制,而在研究部分重要影响以及生理调控物质的过程中,对激素以及受体基因的表达与蛋白质组的影响较大。此外,在实际研究的过程中,蛋白质组学技术不仅更新了传统的营养学与生理学,同时还可以有效的结合动物营养学与生物学。

(作者单位:313100浙江省湖州市长兴县农业农村局)

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