蛋白质基因组 | 开讲啦！全国100场讲座预约通道正式开启
2023年1月31日，南京农业大学作物遗传与种质创新利用全国重点实验室梨创新团队在著名期刊Molecular Plant在线发表了题为“A large-scale proteogenomic atlas of pear”的论文，瞬间刷爆国内科研圈。该文章对24个梨组织器官进行蛋白基因组研究，从而完善了梨基因组注释，并探索了重要农艺性状关键基因。接下来让我们简单了解下蛋白基因组详情。
1、蛋白质组学
生命体是一个复杂的系统，而蛋白质在系统生物学中发挥重要作用，其位于中心法则下游，是细胞行使功能的载体，因此蛋白质决定组织的结构及功能。如植物从受精卵发育成种子成长为成熟的植株，整个过程共用一套基因组，表型却发生了巨大变化，即发育过程中蛋白质含量差异诱发的。由此可见分析细胞（或组织等）动态变化的蛋白质组成成份、表达水平与修饰状态，了解蛋白质之间的相互作用与联系，对生命科学研究十分重要。
蛋白质组学通常使用“鸟枪法蛋白质组学”进行研究，即对样本中提取蛋白质并酶解为肽段，而后通过液质联用技术获取肽段质谱信息，将肽段二级质谱图与蛋白序列数据库中所有候选肽段理论谱图匹配进行肽段及蛋白质定性分析。通过蛋白质组学研究流程可知，蛋白质检测深度高度依赖蛋白序列数据库完整性，许多肽不存在于特定的参考蛋白序列数据库或任何参考数据库中，因此会遗漏许多蛋白信息。蛋白序列数据库大部分信息来源于基因组预测氨基酸序列（三框翻译原则），因此基因组注释程度对蛋白序列数据库完整性具有直接影响。
数据库对蛋白质检测深度限制
2、蛋白质基因组学
蛋白质基因组学（proteogenomics）是蛋白质组学和基因组学的交叉，将基因组、转录组、蛋白组、翻译后修饰数据结合，以系统性检测生物样本中分子变化，综合多组学分析以提供必要的全面视角。
蛋白基因组基本流程（Jean Armengaud et al, J Prot , 2014）
在蛋白基因组研究中，使用基因组和转录组信息生成的定制蛋白质序列数据库被用来帮助从基于质谱的蛋白质组学数据中识别新的多肽（不存在于参考蛋白质序列数据库中）；反过来，蛋白质组学数据可以用于提供基因表达的蛋白质水平证据，并帮助完善基因组注释，识别新转录本。
3、蛋白质基因组研究方案
蛋白质基因组研究本质为多组学的结合，即通过基因组、转录组数据构建全面的蛋白序列数据库，然后通过蛋白质组学数据验证新转录本可靠性，并反向对基因组进行注释。为尽可能多的获得蛋白组及转录组数据，建议取多组织、多时期样本进行蛋白质组学、转录组检测。对蛋白质组学、转录组学数据进行基础分析，了解全组织/生育期样本数据特性，而后对转录组数据进行组装并预测新编码事件，基于已有数据构建更为全面的蛋白序列数据库，使用新数据库对蛋白组数据肽段进行鉴定，利用新肽段、新编码事件完善基因组注释。基于完善的蛋白组、转录组数据进行基因功能分析，从而挖掘功能基因。
4、蛋白质基因组分析内容
迈维代谢蛋白质基因组分析内容分为三大模块：组学数据对比分析、新肽段/转录本注释、基因功能分析。组学数据对比可对整体数据质量进行把控，并通过挖掘转录与蛋白水平表达差异基因，挖掘可能的转录后调控机制。新肽段/转录本注释可发现新编码事件，完善基因组注释，并有利于发现新机制。基因功能分析将基因与表型关联，有效筛选候选基因并进行功能注释。
部分分析内容展示（Peng Wang et al,2023）
5、全国巡回宣讲
看了上文内容，相信各位老师对植物蛋白基因组有所了解，蛋白质基因组可挖掘新基因、新转录本、新蛋白、新机制，构建的蛋白数据库更可以有利于后人研究。
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