通过质谱分析揭示细胞降解体

如果我们真的想知道我们的身体细胞如何起作用 - 或者在疾病的情况下不起作用 - 我们可能需要超越它们的基因，甚至超越它们所构成的蛋白质。我们可能需要开始通过细胞“垃圾”。魏茨曼科学研究所的Yifat Merbl博士开发了一个系统来做到这一点，发现“细胞垃圾箱潜水”包含有关细胞功能的信息。没见过。

该小组采用他们的新方法对患有自身免疫性疾病的患者的免疫细胞进行分析，并发现了一种特征性证据，该特征提供了对该疾病的根本原因的新思考，并且将来可能导致更好的诊断技术。

体内大约70%的蛋白质被细胞的降解和回收单位分解，称为蛋白酶体。其中包括为特定目的而制造的短寿命蛋白质，例如，用于产生免疫应答。

“相对于结构蛋白，这些蛋白质可能会产生少量，并且可能会受到严格的调控和快速降解，因此标准蛋白质组学调查往往会错过它们，”该研究所免疫学部门的Merbl说。“但它们恰恰是对细胞功能至关重要的蛋白质，因此它们的功能失常在许多疾病中发挥作用。获取他们的垃圾的连续快照将告诉我们他们吃什么，他们服用什么药物，他们购买什么以及他们旅行的地方。

目前的蛋白质组学，“她补充说，”生成细胞中表达的蛋白质的详细列表，这就像试图通过查看他们家的连续快照来了解人们的生活方式。我们可以了解他们对家具和艺术的品味，他们的年龄，以及他们是否喜欢阅读或烹饪。另一方面，获取他们的垃圾的连续快照将告诉我们他们吃什么，他们服用什么药物，他们购买什么以及他们旅行的地方。同样地，当我们观察细胞垃圾桶的内容时，我们能够根据细胞活动水平和蛋白质周转情况来描述疾病状态，并揭示这些细胞出了什么问题的一些线索。带来这种疾病的症状。“

“一般而言，我们专注于降解蛋白质，因为找到细胞最近使用的蛋白质可以告诉我们当时细胞中的主要活动，”Merbl实验室的Avital Eisenberg-Lerner博士说。“它还为我们提供了关于蛋白质监测状态的线索，例如在需要从细胞中除去的蛋白质受损或改变的情况下。该信息对于识别可能导致疾病的事件也是有价值的。例如，如果丢弃的生长信号太少，结果可能是癌症，同时降解过多的免疫调节剂或炎症抑制因子可能与自身免疫性疾病有关。

该研究小组包括美国国立卫生研究院的系统性自身免疫专家Mariana Kaplan教授的实验室，以及Weizmann校区的Nancy和Stephen Grand Israel国家个人医学中心的成员，重点关注系统性红斑狼疮(SLE)，一种难以诊断的自身免疫性疾病，无法治愈，其原因尚不清楚。已知的是，狼疮涉及异常的白细胞功能，并且身体中的多个器官被其自身的免疫系统攻击。

在降解过程中保存蛋白质该研究成功的关键在于该团队开发的用于从细胞中分离蛋白酶体的技术 - 将它们与蛋白质或肽一起分离出来，保存在蛋白酶体机器内部或周围的降解过程中。研究小组从狼疮患者和健康对照组中取出白细胞中的蛋白酶体，然后小心地将肽剔除。

用质谱法筛选这些，并比较两组的丢弃的肽谱。该团队将其方法命名为MAPP，用于蛋白水解肽的质谱分析。