БИОХИМИЯ, 2019, том 84, вып. 2, с. 252–260

УДК 577.2

Протеом головного мозга Drosophila melanogaster: обогащение ядерными белками*,**

© 2019 К.Г. Кузнецова 1, М.В. Иванов 2, М.А. Пятницкий 1,3, Л.И. Левицкий 2, И.Ю. Ильина 1, А.Л. Чернобровкин 4, Р.А. Зубарев 4,5, М.В. Горшков 2, С.А. Мошковский 1,6***

1 НИИ биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, 119121 Москва, Россия; электронная почта: smosh@mail.ru

2 Институт энергетических проблем химической физики им. В.Л. Тальрозе РАН, 119334 Москва, Россия

3 Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», 101000 Москва, Россия

4 Каролинский институт, SE-171 77, Стокгольм, Швеция

5 Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), 119991 Москва, Россия

6 Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова Минздрава России, 117997 Москва, Россия

Поступила в редакцию 30.08.2018
После доработки 10.10.2018
Принята к публикации 10.10.2018

DOI: 10.1134/S0320972519020088

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: протеомика, масс-спектрометрия, Drosophila melanogaster, головной мозг, ядерный белок.

Аннотация

Методом хромато-масс-спектрометрии высокого разрешения впервые охарактеризован протеом выделенного головного мозга плодовой мушки, содержащий идентификации около четырех тысяч белков. Полученные данные сравнивали с протеомами целых насекомых и их голов, опубликованными ранее. Для этого доступные необработанные масс-спектрометрические данные обсчитывали так же, как собственные данные. Как и ожидалось, протеом головного мозга оказывался подмножеством протеомов целого организма и головы насекомого. Тем не менее, после тщательной проверки удалось обнаружить 24 белка, отсутствующих в более глубоких протеомах, причем 13 из них не были ранее обнаружены на белковом уровне. Примечательно, что 14 белков из этой группы характеризовались ядерной локализацией. В соответствии с этим, сравнение трех использованных в работе наборов данных с учетом количественной оценки белков в протеомах без использования метки выявило статистически значимое обогащение протеома головного мозга дрозофилы ядерными белками. Таким образом, для исследования белков этой клеточной локализации можно рекомендовать выделение препаратов головного мозга плодовой мушки.

Текст статьи

Пожалуйста, введите код, чтобы получить PDF файл с полным текстом статьи:

captcha

Сноски

* Первоначально английский вариант рукописи опубликован на сайте «Biochemistry» (Moscow) http://protein.bio.msu.ru/biokhimiya, в рубрике «Papers in Press», BM18-246, 19.11.2018. Статья на английском языке опубликована в томе 84, вып. 1, 2019.

** Приложение опубликовано на сайте «Biochemistry» (Moscow), Vol. 84, issue 2, 2019.

*** Адресат для корреспонденции.

Финансирование

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 17-15-01229).

Благодарности

Авторы признательны к.б.н. Н.И. Романовой (кафедра генетики биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова) за предоставление живых плодовых мушек.

Конфликт интересов

У авторов отсутствует конфликт интересов в финансовой и в какой-либо иной сфере.

Соблюдение этических норм

Все применимые международные, национальные и/или институциональные принципы ухода и использования животных были соблюдены.

Список литературы

1. Pandey, U.B., and Nichols, C.D. (2011) Human disease models in Drosophila melanogaster and the role of the fly in therapeutic drug discovery, Pharmacol. Rev., 63, 411–436.

2. Vierstraete, E., Cerstiaens, A., Baggerman, G., van den Bergh, G., De Loof, A., and Schoofs, L. (2003) Proteomics in Drosophila melanogaster: first 2D database of larval hemolymph proteins, Biochem. Biophys. Res. Commun., 304, 831–838.

3. Scigelova, M., and Makarov, A. (2006) Orbitrap mass analyzer—overview and applications in proteomics, Proteomics, 6 Suppl. 2, 16–21.

4. Tyanova, S., Albrechtsen, R., Kronqvist, P., Cox, J., Mann, M., and Geiger, T. (2016) Proteomic maps of breast cancer subtypes, Nat. Commun., 7, 10259.

5. Vizcaino, J.A., Cote, R.G., Csordas, A., Dianes, J.A., Fabregat, A., Foster, J.M., Griss, J., Alpi, E., Birim, M., Contell, J., O’Kelly, G., Schoenegger, A., Ovelleiro, D., Perez-Riverol, Y., Reisinger, F., Rios, D., Wang, R., and Hermjakob, H. (2013) The PRoteomics IDEntifications (PRIDE) database and associated tools: status in 2013, Nucleic Acids Res., 41, D1063–D1069.

6. Xing, X., Zhang, C., Li, N., Zhai, L., Zhu, Y., Yang, X., and Xu, P. (2014) Qualitative and quantitative analysis of the adult Drosophila melanogaster proteome, Proteomics, 14, 286–290.

7. Aradska, J., Bulat, T., Sialana, F.J., Birner-Gruenberger, R., Erich, B., and Lubec, G. (2015) Gel-free mass spectrometry analysis of Drosophila melanogaster heads, Proteomics, 15, 3356–3360.

8. Casas-Vila, N., Bluhm, A., Sayols, S., Dinges, N., Dejung, M., Altenhein, T., Kappei, D., Altenhein, B., Roignant, J.Y., and Butter, F. (2017) The developmental proteome of Drosophila melanogaster, Genome Res., 27, 1273–1285.

9. Kuznetsova, K.G., Ilina, I.Y., Chernobrovkin, A.L., Novikova, S.E., Farafonova, T.E., Karpov, D.S., Ivanov, M.V., Voronko, O.E., Ilgisonis, E.V, Kliuchnikova, A.A., Zgoda, V.G., Zubarev, R.A., Gorshkov, M.V, and Moshkovskii, S.A. (2018) Proteogenomics of adenosine-to-inosine RNA editing in fruit fly, J. Proteome Res., 17, 3889–3903.

10. Vizcaino, J., Deutsch, E.E. W., Wang, R., Vizcaino, J.A., Deutsch, E.E. W., Wang, R., Csordas, A., Reisinger, F., Rios, D., Dianes, J.A., Sun, Z., Farrah, T., Bandeira, N., Binz, P.A., Xenarios, I., Eisenacher, M., Mayer, G., Gatto, L., Campos, A., Chalkley, R.J., Kraus, H.J., Albar, J.P., Martinez-Bartolome, S., Apweiler, R., Omenn, G.S., Martens, L., Jones, A.R., and Hermjakob, H. (2014) ProteomeXchange provides globally coordinated proteomics data submission and dissemination, Nat. Biotech., 32, 223–226.

11. Levitsky, L.I., Ivanov, M.V., Lobas, A.A., Bubis, J.A., Tarasova, I.A., Solovyeva, E.M., Pridatchenko, M.L., and Gorshkov, M.V. (2018) IdentiPy: an extensible search engine for protein identification in shotgun proteomics, J. Proteome Res., 17, 2249–2255.

12. Craig, R., and Beavis, R.C. (2003) A method for reducing the time required to match protein sequences with tandem mass spectra, Rapid Commun. Mass Spectrom., 17, 2310–2316.

13. Paoletti, A.C., Parmely, T.J., Tomomori-Sato, C., Sato, S., Zhu, D., Conaway, R.C., Conaway, J.W., Florens, L., and Washburn, M.P. (2006) Quantitative proteomic analysis of distinct mammalian Mediator complexes using normalized spectral abundance factors, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 103, 18928–18933.

14. Blake, J.A., Dolan, M., Drabkin, H., Hill, D.P., Ni, L., Sitnikov, D., Bridges, S., Burgess, S., Buza, T., McCarthy, F., Peddinti, D., Pillai, L., Carbon, S., Dietze, H., Ireland, A., Lewis, S.E., Mungall, C.J., Gaudet, P., Chisholm, R.L., Fey, P., Kibbe, W.A., Basu, S., Siegele, D.A., McIntosh, B.K., Renfro, D.P., Zweifel, A.E., Hu, J.C., Brown, N.H., Tweedie, S., Alam-Faruque, Y., Apweiler, R., Auchinchloss, A., Axelsen, K., Bely, B., Blatter, M.C., Bonilla, C., Bougueleret, L., Boutet, E., Breuza, L., Bridge, A., Chan, W.M., Chavali, G., Coudert, E., Dimmer, E., Estreicher, A., Famiglietti, L., Feuermann, M., Gos, A., Gruaz-Gumowski, N., Hieta, R., Hinz, U., Hulo, C., Huntley, R., James, J., Jungo, F., Keller, G., Laiho, K., Legge, D., Lemercier, P., Lieberherr, D., Magrane, M., Martin, M. J., Masson, P., Mutowo-Muellenet, P., O’Donovan, C., Pedruzzi, I., Pichler, K., Poggioli, D., Porras Millan, P., Poux, S., Rivoire, C., Roechert, B., Sawford, T., Schneider, M., Stutz, A., Sundaram, S., Tognolli, M., Xenarios, I., Foulger, R., Lomax, J., Roncaglia, P., Khodiyar, V.K.,Lovering, R.C., Talmud, P.J., Chibucos, M., Gwinn Giglio, M., Chang, H.Y., Hunter, S., McAnulla, C., Mitchell, A., Sangrador, A., Stephan, R., Harris, M.A., Oliver, S.G., Rutherford, K., Wood, V., Bahler, J., Lock, A., Kersey, P.J., McDowall, M. D., Staines, D.M., Dwinell, M., Shimoyama, M., Laulederkind, S., Hayman, T., Wang, S.J., Petri, V., Lowry, T., D’Eustachio, P., Matthews, L., Balakrishnan, R., Binkley, G., Cherry, J.M., Costanzo, M.C., Dwight, S.S., Engel, S.R., Fisk, D.G., Hitz, B.C., Hong, E.L., Karra, K., Miyasato, S.R., Nash, R.S., Park, J., Skrzypek, M.S., Weng, S., Wong, E.D., Berardini, T.Z., Li, D., Huala, E., Mi, H., Thomas, P.D., Chan, J., Kishore, R., Sternberg, P., Van Auken, K., Howe, D., and Westerfield, M. (2013) Gene ontology annotations and resources, Nucleic Acids Res., 41, D530–D535.

15. Gaudet, P., Michel, P.A., Zahn-Zabal, M., Britan, A., Cusin, I., Domagalski, M., Duek, P.D., Gateau, A., Gleizes, A., Hinard, V., Rech de Laval, V., Lin, J., Nikitin, F., Schaeffer, M., Teixeira, D., Lane, L., and Bairoch, A. (2017) The neXtProt knowledgebase on human proteins: 2017 update, Nucleic Acids Res., 45, D177–D182.

16. Moshkovskii, S.A., Ivanov, M.V., Kuznetsova, K.G., and Gorshkov, M.V. (2018) Identification of single amino acid substitutions in proteogenomics, Biochemistry (Moscow), 83, 250–258.

17. Chernobrovkin, A.L., Kopylov, A.T., Zgoda, V.G., Moysa, A.A., Pyatnitskiy, M.A., Kuznetsova, K.G., Ilina, I.Y., Karpova, M.A., Karpov, D.S., Veselovsky, A.V., Ivanov, M.V., Gorshkov, M.V., Archakov, A.I., and Moshkovskii, S.A. (2015) Methionine to isothreonine conversion as a source of false discovery identifications of genetically encoded variants in proteogenomics, J. Proteomics, 120, 169–178.

18. UniProt Consortium (2015) UniProt: a hub for protein information, Nucleic Acids Res., 43, D204–D212.

19. Kruskal, W., and Wallis, W.A. (1952) Use of ranks in one-criterion variance analysis, J. Am. Stat. Assoc., 47, 583–621.