Research press release

プロテオームを可視化する

Nature Methods

Visualizing the proteome

病原体Leptospira interrogansの内部のタンパク質複合体を数え、その位置を特定する方法が、Nature Methods(電子版)で発表される。

細胞のタンパク質複合体の位置と構成を明らかにする方法があれば、それが生物学的システム全体の脈絡なかでどのように機能しているのかについて、新しい洞察が得られる可能性がある。定量的質量分析法は、どのタンパク質が任意の時間にどれだけ存在しているかを明らかにすることができるが、質量分析法は可視化のための方法ではない。これに対し、低温電子断層撮影法(cryoET)は、細胞内構造物の位置を視覚的に示すのに適している。テンプレートマッチングとよばれる方法で、基準構造との間でcryoETシグナルを比較することにより、細胞内のタンパク質複合体の位置が特定される。しかし、テンプレートマッチング法は偽陽性のマッチを生じやすいため、その技術の一般化には大きな制約が立ちはだかっている。

R Aebersoldたちは今回、この2つの方法を組み合わせることによって、細胞内のタンパク質複合体の可視化を進歩させた。研究チームはまず、質量分析法でテンプレートマッチングに適したタンパク質複合体の選択と定量を行い、続いてcryoETでその位置を特定した。偽陽性を避けるために、テンプレートマッチをスコア化して真の陽性と偽陽性とを区別する統計的方法が開発された。これにより、L. interrogans細胞内の含有量と分子量が異なる9種類のタンパク質複合体の位置が特定された。

現在この方法は、L. interrogansのように極めて厚みのない生物で比較的量の多いタンパク質複合体を検出することしかできないが、cryoET法がさらに進歩すれば、この「視覚プロテオミクス」的方法の応用範囲は広がると考えられる。

A method for counting and localizing protein complexes in the pathogen Leptospira interrogans is reported in a paper published online this week in Nature Methods.

Methods to map the locations and compositions of cellular protein complexes could lead to new insights about how they function in the context of the whole biological system. Quantitative mass spectrometry approaches can identify which proteins are present at a given time and in what abundances, but mass spectrometry is not a visualization technique. Cryo-electron tomography (cryoET), in contrast, is suited for visually mapping the location of sub-cellular structures. In a process called template matching, protein complexes in a cell can be localized by comparing their cryoET signals to those of the reference structure. However, turning the technique into a general method has met substantial limitations because the template matching approach is highly subject to making false positive matches.

Ruedi Aebersold and colleagues have now advanced the visualization of protein complexes in a cell by combining the two methods. First the researchers used mass spectrometry to select and quantify suitable protein complexes for template matching, and then used cryoET to map the locations of these complexes. To avoid false positives, the researchers developed a statistical method to score the template matches and distinguish true from false positives. This allowed them to map the location of nine different protein complexes in L. interrogans with different abundance levels and molecular weights.

Though the approach is currently limited to very thin organisms such as L. interrogans, and to detecting only relatively abundant protein complexes, further advances in cryoET technology should broaden the applicability of this 'visual proteomics' approach.

doi: 10.1038/nmeth.1390

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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