蛋白质组学技术在昆虫中的应用范例.doc

蛋白质组学技术在昆虫研究中的应用 摘要：蛋白质组学作为后基因组学时代研究的一个重要内容，已广泛深入到生命科学和医药学的各个领域，其理论和技术的发展完善也为昆虫学研究带来了新的思维方式和研究方向。本文详细综述了蛋白质组学技术在昆虫发育生物学、毒力学、免疫学、行为学以及媒介昆虫等方面的应用状况，并为其发展趋势做出展望。 关键字：蛋白质组学；昆虫；应用 The application of proteomics in insect research Abstract:As an important part of post-genomics era, proteomics research has extensive life sciences and medicine to all fields. Developing and improving its theory and technology has bro- ught new ways of thinking and research directions for entomological research. This paper reviews the status of its application in insect developmental biology, drug mechanics, immunology, behav- ioral science, vector insects and make prospects for its development trend. Key words:proteomics;insect;applcation 近年来，随着人类基因组学计划的逐步成熟，分子水平的实验技术不断发展，蛋白质组学的研究也被提高到了前所未有的新高度。目前许多物种的基因组已实现成功测序，但简单的DNA序列并不能接受蛋白质的表达，传统的单个蛋白质研究也无法满足后基因组时代的需求，因此蛋白质组学必将成为研究热点。本文旨在为蛋白质组学的产生和发展，以及其在昆虫中的应用做一个简单综述，为其以后发展做出新的展望[1-2]。 1 蛋白质组学的产生和发展 蛋白质组（proteome）这个概念是由Wilkins[3]和Williams等在1994年意大利的一次科学会议上的首次提出，该英文词汇由蛋白质的“prote”和基因组的“ome”拼接而成，并最初定义为“一个基因组所表达的蛋白质”。 蛋白质组学是一门大规模、高通量、系统化的研究某一类型细胞、组织或体液中的所有蛋白质组成及其功能的新兴学科。虽然基因决定蛋白质的水平，但是基因表达的水平并不能代表细胞内活性蛋白的水平，蛋白质组学分析是对蛋白质翻译和修饰水平等研究的一种补充，是全面了解基因组表达的一种必不可少的手段[4]。其中双向电泳（Two-Dimensional eletrophoresis,2-DE）凭借其高分辨率、高灵敏度以及能将数千种蛋白质同时分离与展示的特点成为蛋白质组学研究的关键核心技术之一[5]。 经过短短几年的发展，蛋白质组学技术已经比较成熟和完善，并广泛应用于生物学的各个领域，在昆虫中的应用也非常普遍[2]。目前已有4种昆虫的全基因序列先后完成：黑腹果蝇Drosophila melanogaster[6]，冈比亚按蚊Anopheles gambiae[7]，家蚕Bombyxmori[8]，意大利蜜蜂Apis melliifera[9]，蛋白质组学在这些模式昆虫中研究也相继开展。 2 在昆虫研究中的应用 迄今为止，果蝇仍然是真核生物研究所用的最为广泛的材料之一，由于它具有遗传背景清晰、周期短、繁殖能力强、行为多样化等特点，成为动物生命活动研究的良好模型。 2.1 昆虫发育生物学上的应用 2000年，果蝇基因组测序完成为果蝇研究开辟了更为广泛的空间，通过生物信息学的方法，可以从复杂基因组序列中测序出编码果蝇蛋白质的全部基因，并且利用芯片等技术对不同的生理状态下果蝇基因的活动情况进行了大规模的筛查[2-4]。但是，人们也同时意识到，没有对蛋白质水平进行大规模的分析，是无法了解果蝇生命的全过程。 Tian-Ren Lee[10]等人采用蛋白质组技术手段研究了果蝇头部图谱，为了便于比较，建成交互式数据库系统界面，并分析不同条件下人类疾病的果蝇模型。证实了基本头部蛋白质组数据库及生物信息学分析，将为进一步阐明生物提供了有效机制，如记忆的形成和神经退行性疾病。2012年，Dorota F. Zielinska[11]等人利用蛋白质组学技术在N-糖基化位点百分比物之间的进化分歧进行探讨。Rena ? A.S. Robinson[12]等学者进一步探讨了老化过程中，果蝇蛋白质组测量值与温度的变化关系。一方面CK