生物的复杂性很大程度上是由细胞类型的多样性所驱动的。由于生物体的所有细胞都共享相同的基因，因此细胞的多样性必须来自表达的特定蛋白质。大脑中的细胞通常分为神经元和神经胶质细胞。然而，在这两个类别中，存在着我们才刚刚开始发现的大量细胞类型。最近，通过RNA测序等新技术扩展了大脑和其他组织中细胞类型的多样性，这些新技术可识别和测量细胞中存在的mRNA(所谓的转录组)。尽管mRNA是蛋白质的模板，但是转录组不能很好地替代细胞实际生成的蛋白质(蛋白质组)。
Beatriz Alvarez-Castelao及其同事利用Max Planck研究所的Erin Schuman实验室以及Caltech的David Tirrell和Magdeburg大学的Daniela Dieterich的合作伙伴开发的现有技术为基础，利用蛋白质的“代谢”标记系统。在该系统中，蛋白质在合成过程中被氨基酸“标记”，在正常条件下，这些氨基酸不存在于这些细胞中。为了专门标记特定细胞类型中的蛋白质，研究团队使用了识别修饰氨基酸的突变甲硫酰基tRNA合成酶(MetRS)。然后，他们创建了一个小鼠系，其中的MetRS可在特定细胞类型中表达。当通过饮用水向突变MetRS小鼠施用非规范氨基酸时，只有表达突变metRS的细胞中的蛋白质才被标记。
细胞中标记的蛋白质可以通过抗体可视化并识别，也可以使用质谱法提取和鉴定。Alvarez-Castelao：“我们使用这项技术来识别两组不同的大脑蛋白质，它们存在于海马的兴奋性神经元中，这对动物导航，学习和记忆很重要，其大脑结构与小脑中的抑制性神经元有关。运动行为。”
这项技术的一项特别引人注目的功能是，可以响应变化的环境直接检测大脑蛋白质的变化。在带有迷宫式，跑轮式和质地不同的玩具的丰富感官环境中饲养的小鼠，海马中的蛋白质组，特别是在神经元突触中起作用的蛋白质，显示出显着变化。舒曼：“我们认为，通过将该小鼠与其他“疾病”小鼠模型相结合，该方法可用于发现特定细胞类型的蛋白质，以及蛋白质组在大脑发育，学习，记忆和疾病过程中的变化。”
标签： 小鼠
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