每日paper - 20211111 - 哺乳动物基因表达调控的全局定量分析

Global quantification of mammalian gene expression control

2011 年 发表在 Nature 上。

基因表达是一个多步骤的过程，包括转录、翻译和信使 RNA 与蛋白质的周转（turnover，应该是类似于代谢、降解的意思？）。虽然基因表达是生命最为基础的过程之一，但是整体的级联过程还从未在基因组层面被定量研究过（当时，2011年）。

研究者们通过对哺乳动物细胞的超过 5000 个基因的平行代谢脉冲标记（parallel metabolic pulse labelling），同时测量了 mRNA 和蛋白质丰度的绝对值，以及 turnover。然而 mRNA 和蛋白质的水平之间的相关性比预料的要更好，但是半衰期之间却没有明显相关性。研究者们使用定量的模型，首次预测了 mRNA 与蛋白质的合成速率。研究者们发现，细胞中蛋白质的含量主要是受到转录水平的控制。mRNA 和蛋白质稳定性都相似的蛋白质之间也有功能的相似性，这表明半衰期的演化与能量和动态约束条件有关。对于基因表达各个阶段的定量的信息是一个非常丰富的资源，也能帮助我们更好地理解背后的 design principle。

（哈哈哈要是我老板看到这个 design principle 肯定又要说这个作者的演化知识不行了）

Figure 1. Parallel quantification of mRNA and protein turnover and levels.

对小鼠的成纤维细胞进行脉冲标记（pulse labeling），让它们在某一个阶段在含重的氨基酸（heavy amino acids，标记蛋白质）或者硫代尿苷（4sU，标记 RNA）的培养基中生长，这样新合成的蛋白质或 mRNA 就会带上标记，可以进行分析。可以通过这种方法研究蛋白质和 mRNA 的半衰期。