水生所在蓝藻的蛋白基因组学研究中取得进展

蓝藻 Synechococcus sp. PCC 7002的光合作用系统中的蛋白质翻译后修饰

蛋白基因组学(Proteogenomics)利用蛋白质组学数据，尤其是高精度的串联质谱数据，结合基因组和转录组数据对基因组进行注释。蛋白质组数据不仅可以实现对基因组序列的重新注释、发现新基因，还能系统发现蛋白质特有的翻译后事件(如翻译后修饰和信号肽等)。随着基于串联质谱技术的蛋白质组学的快速发展，蛋白基因组学已成为功能基因组学研究不可或缺的重要工具。

在赵进东院士的指导下，中国科学院水生生物研究所葛峰学科组与李涛学科组合作，对模式蓝藻Synechococcus sp. PCC 7002的蛋白基因组学进行了系统研究。蓝藻也称蓝细菌, 是一类产氧的光合自养生物，分布广泛，对整个生物圈意义重大，是目前研究光合作用的模式生物之一。该研究综合采用了最新的基于蛋白和肽段的分离技术以及高分辨质谱分析技术,通过深入的生物信息学分析,鉴定了超过92%的预测的编码基因，校正了38个预测的编码基因并且发现了118个新基因。尤为重要的是，利用蛋白质组数据，实现了蛋白质翻译后修饰的系统全局发现，大规模鉴定了23种不同的翻译后修饰,其中绝大多数修饰是首次在蓝藻中发现。进一步研究表明，参与蓝藻光合作用的大多数蛋白具有复杂的翻译后修饰，在不同的生长和处理条件下会发生动态变化，提示这些修饰在光合系统中起着重要的调控作用(附图)。以上研究结果为蓝藻基因组的深入解读及其功能分析奠定了基础，也为深入研究蓝藻光合作用的分子机制提供了新的方向和思路。该研究还建立了较完整的蛋白质基因组学研究和分析流程，可适用于各种已经测序的原核生物，并成为其中一项标准的注释流程，成为解读基因组及其功能分析的有力工具。

该研究成果 Proteogenomic Analysis and Global Discovery of Post-Translational Modifications in Prokaryotes 已经在线发表在12月15日的《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

文章链接：http://www.pnas.org/content/early/2014/12/10/1412722111.long

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