人體這一器官含有的蛋白質種類遠遠超過大腦
猜一猜,你身上蛋白質種類最豐富的器官是什麼?
應該是大腦吧?
錯!再往下一點。
胃?
別逗了,不是指吃進去的蛋白質好嗎,請再往下一點……
讓我們先從25年前說起。那時候,人類啟動了一項規模宏大、野心勃勃的國際合作研究項目「人類基因組計劃」(HGP),目的是測定人類染色體中所包含的30億個鹼基對組成的核苷酸序列,從而繪製人類基因組圖譜。通過這項研究,科學家發現,約有2萬個基因與蛋白質的產生有關,也稱為蛋白質編碼基因。
蛋白質對生物至關重要。它們是人類已知最複雜、最精巧的分子,細胞內幾乎所有的活動都離不開它們。雖然你體內所有細胞的DNA序列都相同,但是它們並不會全表達出來,也不會產生完全相同的蛋白質。比如說,心臟細胞中合成的蛋白質,與腦細胞中的就完全不同,因為它們擁有不同的功能。
我們體內所有蛋白質的集合稱為蛋白質組。2003年,為了探索人體不同組織和細胞中都有哪些不同的蛋白質,一個瑞典的科研團隊啟動了人類蛋白質表達圖譜項目(Human Protein Atlas project, HPA)。他們獲得了一些器官捐贈,並用不同的抗體來識別其中的蛋白質。如果某一種抗體與目標蛋白質相結合,就說明這種蛋白質在該器官中得到了表達。
經過十幾年的努力、13個實驗室的辛苦工作,他們終於得到了這張圖譜。
現在問題來了,到底哪個器官含有種類最豐富的蛋白質?
答案是:睾丸!是的,它的蛋白質種類甚至遠遠超過大腦。
令人驚訝,人類77%的蛋白質都能在睾丸中得到表達。這個小小的生殖器官中,包含了999種獨特的蛋白質。而我們最引以為傲的器官——大腦,只含有318種蛋白質。
這到底是為毛?科學家也搞不清楚,不過他們推測,這是因為生產精子是一個相當複雜的過程。因為它涉及一種特殊的細胞分裂——減數分裂,經過減數分裂的細胞只含有普通細胞一半的DNA。
「在你睾丸中發生的事情,奇妙又獨特,」該項目主管Mathias Uhlén說,「精子只含有一半染色體,還必須在體外生存。」他還說,卵巢中也可能含有同樣數量的蛋白質,但是這太難測量,因為卵子是在胎兒時期形成的(請看文末的「補充知識」)。
另一個有趣的發現是,一半的基因生產出的蛋白質,在所有的人體細胞中都能找到。這些蛋白質被稱為「管家蛋白」(housekeeping proteins),它們參與到對細胞功能至關重要的過程中,比如產生能量和合成蛋白質。但還有一些蛋白質,大約有2500種,只在特定的器官中產生,這意味著,它們會參與到一些組織特異性的過程中。
這項研究不僅揭示了身體的秘密,還對醫療事業有所幫助,因為它能幫助人們識別錯誤的蛋白質。
Problem solved!人體哪個器官包含的蛋白質種類最多?蛋蛋。
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