基因组序列太深奥？用这套工具能读懂“半岛·体育(BOB)中国官方网站”

本文摘要：基因组测序工作已完成后，哪些基因能翻译成蛋白、能翻译成哪些蛋白，仍然是生命科学研究的热点和难题。

基因组测序工作已完成后，哪些基因能翻译成蛋白、能翻译成哪些蛋白，仍然是生命科学研究的热点和难题。近日，中国科学院水生生物研究所葛峰学科组在这一问题上获得突破性进展，涉及研究成果于近日在线公开发表于国际期刊《分子植物》上。据理解，该研究团队利用蛋白质基因组学，对三角褐指藻的基因组展开了深度注解，建构出有其蛋白质组细致图谱，对此前的注解信息做到了大量的修正与补足。

更加注目的是，该团队在实验中创建的一套实验流程和分析软件，可限于于已完成基因组测序的所有生物，为基因组的理解获取了最重要工具。破解核苷酸宽序列这本“无字天书”基因组测序获得的是一本写出有核苷酸宽序列的“无字天书”。哪部分段序列包含一个基因，这个基因能否指导制备蛋白、能制备哪些蛋白，在这本“书”上是去找将近答案的。

要问以上问题，就必须科学家们做到更进一步的注解。以往的注解工作，多就是指生物信息学的角度展开。这是通过算法计算出来来预测能翻译成蛋白的基因（也称之为编码基因），以及它们各自在基因组中的方位，但这种方法不会遗漏许多编码基因，或对基因作出错误的注解。随着蛋白质组学的发展，一种利用蛋白质组数据对基因组展开深度注解的研究方向悄然兴起。

具体来说，就是萃取生物细胞内所有的蛋白质，通过质谱分析法获得每个蛋白的氨基酸序列，再行在计算机上将其与基因组序列展开大量核对，反发售各编码基因的准确方位。“眼见为实大自然比基于运算推断远比可信。”据该研究成果的第一作者杨明坤讲解，这次实验不仅为许多未知的编码基因如何在蛋白质水平上传达获取了证据反对，还找到了606个新的编码基因，其中有56个在此前被错误预测为非编码基因，另有506个编码基因的错误注解获得校正。

此外，能解析蛋白质翻译成后标记现象，是蛋白质基因组学的另一优势。通过20种氨基酸制备的蛋白质，一般来说要再行经过一道加工工序，才能沦为不具备某种功能的成熟期蛋白，而加工的类型往往是多样的。这就意味著，完全相同的氨基酸序列，可能会构成有所不同种类的成熟期蛋白。

此次研究找到的20多种蛋白质翻译成后标记，就是这一优势的佐证。一款软件十一套实验流程才可取得深度注解信息如何将蛋白质组图谱描绘得更加细致、对深奥的基因组信息注解得更加详细，仍然以来都是蛋白质基因组学的众多难题。

而此次研究在星型剪切体的完备下有了新的突破。星型剪切是指基因在mRNA过程中，“剪成”去某几段序列，并将只剩的序列被打乱重组的过程。同一基因，有所不同的剪切位点和排序方式，不会构成有所不同的蛋白质。杨明坤在拒绝接受科技日报专访时回应，此前的研究都是通过鉴定适当蛋白质的不存在，去检验未知的星型剪切体。

而这次他们做到的工作，是去找到不得而知的星型剪切体。“我们设计涉及算法，找寻蛋白的氨基酸序列上有可能不存在的有所不同剪切位点，再行将剪切获得的‘断片’与基因组数据核对，从而寻找适当的星型剪切体。”杨明坤说道。

据报，该团队共计找到21个新的星型剪切体，并修正了73个未知基因的星型剪切位点。对基因组的深度注解牵涉到大量的运算，为提升工作效率，该团队将各个步骤运用到的算法统合一起，研发出有一款限于于所有生物的数据分析软件。

运用这款软件，只需输出质谱仪收集的质谱数据和非常简单的软件运营参数，就能必要获得涉及的基因组注解信息。此外，团队还创建了一套实验流程，可供其他科学家参照。这也意味著，今后可必要依葫芦画瓢，用团队的这套流程和软件，较慢已完成其他物种的基因组深度注解。杨明坤回应，研究小组将更进一步优化软件，之后提升其运算速度和准确率。

“由于2014年已完成的人类蛋白质组草图有过于多错漏，我们打算更进一步完备这项工作。只有确切了人体各个的组织内都有哪些蛋白质，在此基础上才能更佳地展开精准医疗。”杨明坤说道。

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