猜一猜,你身上蛋白质种类最丰富的器官是什么?主页妞猜,应该是大脑吧?错!再往下一点。胃?别逗了,不是指吃进去的蛋白质好吗,请再往下一点……让我们先从25年前说起。那时候,人类启动了一项规模宏大、野心勃勃的国际合作研究项目“人类基因组计划”(HGP),目的是测定人类染色体中所包含的30亿个碱基对组成的核苷酸序列,从而绘制人类基因组图谱。
通过这项研究,科学家发现,约有2万个基因与蛋白质的产生有关,也称为蛋白质编码基因。
蛋白质对生物至关重要。它们是人类已知最复杂、最精巧的分子,细胞内几乎所有的活动都离不开它们。虽然你体内所有细胞的DNA序列都相同,但是它们并不会全表达出来,也不会产生完全相同的蛋白质。比如说,心脏细胞中合成的蛋白质,与脑细胞中的就完全不同,因为它们拥有不同的功能。我们体内所有蛋白质的集合称为蛋白质组。
2003年,为了探索人体不同组织和细胞中都有哪些不同的蛋白质,一个瑞典的科研团队启动了人类蛋白质表达图谱项目(Human Protein Atlas project, HPA)。他们获得了一些器官捐赠,并用不同的抗体来识别其中的蛋白质。如果某一种抗体与目标蛋白质相结合,就说明这种蛋白质在该器官中得到了表达。
经过十几年的努力、13个实验室的辛苦工作,他们终于得到了这张图谱。
现在问题来了,到底哪个器官含有种类最丰富的蛋白质?答案是:睾丸!是的,它的蛋白质种类甚至远远超过大脑。令人惊讶,人类77%的蛋白质都能在睾丸中得到表达。这个小小的生殖器官中,包含了999种独特的蛋白质。而我们最引以为傲的器官——大脑,只含有318种蛋白质。这到底是为毛?科学家也搞不清楚,不过他们推测,这是因为生产精子是一个相当复杂的过程。
因为它涉及一种特殊的细胞分裂——减数分裂,经过减数分裂的细胞只含有普通细胞一半的DNA。
“在你睾丸中发生的事情,奇妙又独特,”该项目主管Mathias Uhlén说,“精子只含有一半染色体,还必须在体外生存。”他还说,卵巢中也可能含有同样数量的蛋白质,但是这太难测量,因为卵子是在胎儿时期形成的(请看文末的“补充知识”)。另一个有趣的发现是,一半的基因生产出的蛋白质,在所有的人体细胞中都能找到。
这些蛋白质被称为“管家蛋白”(housekeeping proteins),它们参与到对细胞功能至关重要的过程中,比如产生能量和合成蛋白质。但还有一些蛋白质,大约有2500种,只在特定的器官中产生,这意味着,它们会参与到一些组织特异性的过程中。
这项研究不仅揭示了身体的秘密,还对医疗事业有所帮助,因为它能帮助人们识别错误的蛋白质。Problem solved!人体哪个器官包含的蛋白质种类最多?蛋蛋。喂等等!主页妞身上没有这玩意儿啊……