揭开微生物蛋白质的奥秘

根据发表在《自然通讯》上的研究结果，西北医学的科学家们开发出了一种识别和表征微生物蛋白质的方法，这一进展为在分子水平上详细了解生理学和疾病打开了大门，这在以前是不可能的。

微生物蛋白是一种长度小于100个氨基酸的蛋白质，在最近的技术发展使科学家能够检测到它们之前，它们基本上没有受到重视。正因为如此，微生物蛋白还没有得到很好的表征或理解，该研究的资深作者、麦考密克工程学院药理学助理教授吉哲博士说。

“非典型蛋白质，或者说微生物蛋白质，是一个相对较新的领域，”西北大学罗伯特·H·卢里综合癌症中心的成员吉说。

“这些微生物蛋白的中位长度约为20个氨基酸，其中大多数不稳定;降解很快。然而，有些是稳定的并且确实具有生物功能，我的实验室希望了解区分这些稳定与不稳定的微生物蛋白质。”

Ji说，虽然传统蛋白质在科学家可用的开源数据库中得到了很好的表征和注释，但目前还没有这样全面的微生物蛋白质目录。

在这项研究中，季和他的合作者使用核糖体分析数据来表征人类、小鼠、斑马鱼、蠕虫和酵母中的微生物蛋白质。季实验室还开发了一种低投入、快速的核糖体分析方法，该方法在之前的研究中有详细介绍。

然后，研究作者根据微生物蛋白质的特征开发了一个逻辑回归模型，以确定每种微生物蛋白质在人体中稳定的可能性。

“我们的模型有效地解释了两组微生物蛋白质：为什么其中一些是稳定且可检测的，而为什么有些则不然，”季说。“当微生物蛋白更长、更保守，并且也有一个结构域时，它就更稳定，这是有道理的。”

他说，通过在培养细胞中选择性表达微生物蛋白来验证第一轮的发现，Ji和他的同事认为，大约有4,000种微生物蛋白可能在人类中稳定表达。

“我们工作的一个令人惊讶的发现是，大多数这些稳定的人类微生物蛋白都具有较长的长度(通常>60个氨基酸)，但在哺乳动物中保守性很差。这意味着细胞中许多这些物种特异性的年轻蛋白质是由我们编码的基因组已被文献忽视，”季说。

“这项工作基本上为我们表征这些微生物蛋白提供了可能性。我们发现其中一些是人类特异性的，一些可能是小鼠特异性的，因此这表明这些不同物种中可能存在数千种我们非常了解的功能性微生物蛋白。很少关于。”

他说，基于这一发现，季和他的合作者将继续研究微生物蛋白质，看看哪些微生物蛋白质可以在人体细胞内转录成功能齐全的蛋白质。

“我们还计划研究它们在不同生物学条件下的功能，例如免疫学、癌症和神经元疾病，”季说。“微生物蛋白质都可以在那里发挥功能作用。”