为了创建新材料，可以根据其有效的毒液模仿黑寡妇蜘蛛丝和药物的强度和灵活性，我们需要完整的涉及蛋白质及其所做的列表。二BMC基因组学今天发表的论文开始了这项任务。在这个来宾帖子中，杰西卡·加布（Jessica Garb），这两篇论文的作者都谈到了她和团队如何清点黑寡妇蜘蛛丝和毒液中的蛋白质，这对生物材料和医学意味着什么。
蜘蛛对其两种最迷人的改编而广受赞誉：丝绸和毒液生产。黑寡妇的丝绸和毒液（Latrodectus Hesperus）由于具有直接的工程和生物医学应用，因此高度珍贵。
蜘蛛丝是最坚硬的材料之一，在能量吸收中超过钢和凯夫拉尔，黑寡妇丝绸尤其以其高抗拉强度而引人注目。
黑寡妇毒液臭名昭著，因为它对包括人类在内的脊椎动物的极大效力，但它也是研究神经元信号传导的重要工具。丝绸和毒液都是富含蛋白质的分泌物，从而发现了对其性质的基因，特别是对基因组方法的特性。
合作铺平道路
我们的科学家团队 - 来自华盛顿和李大学，，，，马萨诸塞大学洛厄尔大学，，，，加利福尼亚大学河滨大学， 和哈佛医学院- 几年来从事这些研究的工作，最终达到了两份BMC基因组学论文，这些论文有望在未来几年内为丝绸和毒液的基因组学促进新的研究途径。
先前对丝绸和毒液基因的研究主要集中在一些众所周知的蛋白质家族上，但是使用下一代测序方法，我们的两篇姐妹论文在BMC基因组学-克拉克等。和Haney等。）发现专门在丝绸和毒腺中生产的新蛋白质范围更大。
这些发现不仅全面清点了黑寡妇丝绸和毒液的蛋白质成分，而且还揭示了可能在其生产中起重要作用的其他蛋白质。我很高兴代表所有合着者分享这些论文的关键结果和对理解丝绸和毒液生产的影响，其进化以及它们的潜力。
黑寡妇丝绸功能基因组学
黑寡妇合成了六个不同的丝绸纤维和粘性胶。纤维和胶由在专门的腹部表达的蛋白质中组装而成，在黑寡妇中，有七种丝绸类型，每种丝绸类型对应于六个纤维和胶水中的一种。每种黑寡妇丝类型都由不同的蛋白质组成，它们是其独特的机械性能的基础，并且与其功能有关（例如，一种纤维仅在鸡蛋盒中使用，其他纤维用于网中，另一个用于猎物包装，胶水为猎物，胶水为猎物。用于捕获猎物）。
克拉克等。使用了来自西部黑寡妇蜘蛛的三种组织类型（丝，毒液和头皮胸）的光照射测序，以创建所有基因转录物的目录 - 基因和蛋白质之间的中间体。这是库存所有功能重要基因的目标方法，因为该物种还没有完整的基因组序列。
Illumina仪器产生了数百万个短序列，我们使用生物信息学将这些碎片组装成约100,000个独特的转录本。通过比较从丝腺到与组装转录本匹配的其他两个组织的短序列数量，我们确定了647个转录本，这些转录本在丝绸腺体中很大程度上表达。这种不仅有效地恢复了黑寡妇丝绸的所有已知成分，而且还揭示了我们认为可能控制丝绸基因的大量胶蛋白和未知蛋白。
黑寡妇毒液功能基因组学
黑寡妇毒液的极端效力归因于已知在脊椎动物神经细胞中形成钙通道的单个蛋白质（α-洛氏毒素），从而导致大量的神经递质释放。与α-氟毒素（LATROTOXIS）在同一家族中的蛋白质在其结构和功能上与其他毒液毒素明显不同，并且它们的进化是神秘的，因为只有几个序列才知道。
Haney等。使用了Clarke等人生产的黑寡妇基因转录目录。识别695个转录本在毒腺中具有偏见的表达。这揭示了至少20种不同的latrotoxins，以及黑寡妇毒液中未知的其他几种蛋白质，这可能导致黑寡妇叮咬的严重作用。
约有100,000个转录目录还用于使用质谱法鉴定从收集的黑寡妇毒液中鉴定蛋白质，这证实了许多预测的毒素的存在。结果既照亮latrotoxin的神秘感，又深深地阐明了蛋白质家族的多样性要多得多，但其起源和分布仍不清楚。
Clarke等人报道的新型丝绸和胶水笔录。提供重组生物材料的配方，例如超污染物但轻量级的纺织品和医疗设备，或优质的粘合剂。Haney等人的新毒素蛋白。可以开采用于创新的药物铅，神经科学的分子工具以及改善抗蛇毒的设计。美国国家科学基金会和国立卫生研究院的资助使这项工作成为可能。
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