细胞蛋白水平与mRNA丰度间的依赖关系（一）

近20年来，高通量技术的发展支持了大规模的基因组、转录组和蛋白质组定量分析。这些数据被用来分析在不同系统和条件下转录组与蛋白质组的定量关系。这些研究有时候会导致一些冲突的结论，尤其是究竟在何种程度上mRNA的量控制了蛋白质的量。

基础生命科学研究和转化生命科学研究的一个核心问题是：基因组信息是如何通过自身的表达来决定表型的。中心法则将DNA、RNA和蛋白质这三种分子紧紧联系在了一起。来源于同一基因座的转录本的量与蛋白的量之间的关系并不简单。蛋白的表达水平除了被转录本的量调控以外，还存在其他许多重要的调控途径。这些途径包括(1)翻译率：翻译率受到mRNA序列的显著影响，比如上游的开放阅读框，内部的核糖体结合位点；(2)翻译率的调控：调控的方式有蛋白结合到转录本上的调控原件，非编码RNA的结合，转录本与核糖体的结合能力；(3)蛋白质的半衰期：泛素化途径的降解或者细胞自噬不依赖于转录本的量；(4)蛋白质合成的延迟：蛋白合成需要时间，因此转录的改变需要在一个短暂的延迟后才能影响蛋白的水平；(5)蛋白的转运：蛋白在空间上被转运出了它所合成的地方。因此直接比较蛋白的丰度与mRNA的丰度是不可取的。

蛋白与mRNA的相互比较有两种不同的形式。一种是(Figure 1A)在不同的个体、条件或者时间点，比较来源于同一个基因的蛋白与mRNA的量，这样做是为了研究mRNA水平的变化在何种程度上影响了蛋白量的变化。另一种(Figure 1B)是比较多个不同的蛋白和与之对应的mRNA的量，这样做是为了研究在何种程度上蛋白水平能反应mRNA的不同。

         Figure 1. 不同形式的蛋白与mRNA相互较 

Y Liu，A Beyer，R Aebersold. On the Dependency of Cellular Protein Levels on mRNA Abundance. Cell.                                                                

技术的进步加深了我们对mRNA与蛋白水平关系的理解。基因组层面的研究需要高精度、高灵敏度和高准确度的技术(Figure 2)。

           Figure 2. 控制基因表达的一系列机制和与之相应的定量手段

Y Liu，A Beyer，R Aebersold. On the Dependency of Cellular Protein Levels on mRNA Abundance. Cell.                                                   

过去20年来，质谱技术已经成为研究蛋白定性和定量的重要方法。作为一种全面的工具，质谱支持大规模的相对和绝对定量，而且不需要抗体(Table 1)。

Table1 质谱技术总结和用其研究mRNA与蛋白质关系的代表性文献       

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