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稍微介绍一下真核生物定量生物学的一个"里程碑",2011年发表在Nature上的一组对鼠NIH3T3细胞作的蛋白组和转录组定量数据[1],某种程度上可以作为这一资源的介绍吧。转录本的相对定量应该很多人都会接触到,比如说使用RT-qPCR的Ct值来比较转录本丰度的差异。但是对于绝对定量(一个细胞内有几个分子的估计)可能很多人都不会去尝试(据 @jiahangxing 提到digital PCR可以直接用来做绝对定量PCR......一时我也没有想到这个东西),而蛋白质组的定量也不算常见(而事实上转录和翻译不

发布日期:2019-01-17 作者: 点击:

稍微介绍一下真核生物定量生物学的一个"里程碑",2011年发表在Nature上的一组对鼠NIH3T3细胞作的蛋白组和转录组定量数据[1],某种程度上可以作为这一资源的介绍吧。转录本的相对定量应该很多人都会接触到,比如说使用RT-qPCR的Ct值来比较转录本丰度的差异。但是对于绝对定量(一个细胞内有几个分子的估计)可能很多人都不会去尝试(据

@jiahangxing 提到digital PCR可以直接用来做绝对定量PCR......一时我也没有想到这个东西),而蛋白质组的定量也不算常见(而事实上转录和翻译不一定是一致的)。这组数据对此提供了很好的参考,并结合蛋白质组的定量描绘了一个立体的NIH3T3基因表达图景。

定量的方法说起来并不"复杂"。这里蛋白组的定量方法是之前介绍过的带标准肽段参照和放射性标记的定量方法(这篇文章里这一方法被称为iBAQ),转录组的定量方法是08年发表的方法[2],同样是带有标准RNA参照的定量方法。在这里放射性标记(SILAC)的优点是可以测量一段时间内新生成的肽段和转录本,因而可以给出基因表达速率的信息。具体要怎么算呢?很简单,也就是假设带轻同位素标记分子(轻分子)的衰减是指数型的,即:P_{L}=P_{0}e^{-k_{dp}t}......(1)

而重分子的产生跟转录/翻译的速率有关,也即:P_{H}(t)=P_{total}(t)-P_L(t)=P_02^{t/tcc}-P_{L}(t)......(2)

这里t_{cc}是一个细胞周期的长度。这里的考虑是每隔一个细胞周期细胞都会增加一倍,所以细胞内的分子也会增加一倍。在SILAC实验中实际测量的是新产生的重分子和轻分子的比,即:

r=P_{H}/P_{L}......(3)

(1-3),在已知t_{cc}的情况下我们就可以根据线性回归计算分子的turnover,即速率常数k_{dpt},而半衰期就是速率常数的倒数:

T_{1/2}=log_{e}2/k_{dp}......(4)

为了计算出转录/翻译的速率,研究者考虑了一个简单的动力学模型:

这个图可以转写为微分方程组,并算出v_{sr}和k_{sp}的值,因为表达式比较长这里就不赘述了。

对于这一文章发表的结果就有待诸君去发掘了。比如说在文章的最后研究者讨论了一下功能和表达模式的关系,其中转录调控相关的基因倾向于低半衰期的表达模式,而代谢相关的基因倾向于高半衰期的表达模式,这暗示转录/翻译的动力学和生物学系统的调控特性是偶联的。

 

基因表达定量

本文网址:/news/429.html

关键词:基因表达调控,基因表达定量,表观组学技术服务

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