导读:非规范翻译产物(如新多肽)的系统鉴定和功能表征将促进对人类基因组的理解,并为细胞生物学提供新的见解。本研究构建了一个包含11,668,944个开放阅读框的高覆盖率肽测序参考文库,并采用超滤串联质谱法鉴定新肽。通过这些方法,从正常胃组织、胃癌组织和细胞系中发现了8945个先前未注释的肽,其中近一半来自非编码RNA。此外,CRISPR筛选显示1161个肽参与肿瘤细胞增殖。根据筛选分数、氨基酸长度和各种指标选择这些肽的子集,并通过Flag-knockin和多种其他方法验证了其存在和生理功能。
1. 新型多肽的鉴定与分析
本研究基于生物信息学分析和超滤串联质谱技术,开发了一个人类基因组新肽开放阅读框(RLNPORF)参考文库。与其他肽ORF参考文库相比,RLNPORF识别到的理论ORF数量更多,使得在相同条件下检测到更多新型肽。最终,共鉴定出8945个尚未纳入uniprotkb_reviews数据库的肽段。
2. 多肽的生物信息学特征分析
为深入了解新鉴定的肽的特性,作者对其进行了系统的生物信息学分析。结果显示,这些肽的编码基因主要集中在染色体17、19和22,且大部分基因只产生一种新肽,少部分基因产生多种新肽产品。这表明人类基因组中存在广泛的编码潜力。
3. CRISPR筛选法评估肽的功能
作者采用高通量CRISPR筛选方法,评估这些肽在癌细胞增殖中的影响,证明了1161个肽对细胞增殖有显著作用,并且这些肽的编码潜力与其调节效果密切相关。这项研究为理解肽在肿瘤生物学中的核心作用提供了重要证据。
4. 验证CRISPR筛选结果的有效性
通过对250个高置信度候选肽的深入分子表征,作者确认了多肽在调节癌细胞增殖过程中的作用。不同候选肽的表达在肿瘤细胞和正常细胞中差异显著,进一步表明这些肽在肿瘤发生中的潜在作用。
5. 多肽的功能预测与相互作用分析
利用结构相互作用组学框架,作者进行了候选肽的功能预测,表明这些肽参与了多种细胞生物活动和生理过程,如细胞代谢和应激反应,并可能作为细胞器定位蛋白的支架。
6. 代谢过程中的细胞器定位肽验证
针对候选肽的亚细胞定位,作者利用免疫荧光染色技术验证了这些肽在多种细胞器中的特异性定位,证实了它们在调节代谢过程中的重要作用。
7. 肽在胃癌中的临床相关性研究
通过体内异种移植模型,作者探讨了肽的病理生理重要性,并发现特定肽在调节癌症发病机制中具有深远影响。这些发现为应用在抗癌治疗中的潜在靶点提供了依据,显示出其作为癌症生物标志物的潜力。
结论:本研究通过建立人类微肽开放阅读框参考库与超滤浓缩质谱鉴定体系,成功绘制了胃癌微肽图谱。研究结果为人类微肽的研究提供了重要工具和数据资源,且为胃癌靶点与药物开发提供了理论基础,强调了泛亚电竞在生物医疗领域的重要性。