秀丽线虫胰岛素信号通路突变体的定量蛋白质组学研究的任务书.docx

秀丽线虫胰岛素信号通路突变体的定量蛋白质组学研究的任务书
任务书：秀丽线虫胰岛素信号通路突变体的定量蛋白质组学研究
背景概述：
秀丽线虫（Caenorhabditiselegans）是广泛应用于生物学和医学研究中的模式生物之一。作为一个适应各种环境和生物逆境的优异生物，线虫身上发现了许多重要的生殖、发育、代谢的基因和信号通路。其中，线虫胰岛素/IGF-1受体（IR/IGF-1R）信号通路在调控脂代谢、生长发育、寿命等方面扮演着重要角色。IR/IGF-1R信号通路中神经元和相关组织中表达的多个基因突变会影响线虫内分泌的水平，进而影响其代谢、长寿和抗病能力等。因此，深入探究线虫IR/IGF-1R信号通路的作用机制和相关突变基因对其生物学特征的影响，有助于进一步研究高等生物内分泌调控的生理、病理机制。
任务描述：
本项目旨在通过定量蛋白质组学研究方法，分析秀丽线虫的IR/IGF-1R信号通路中多个基因突变体的差异表达蛋白质，并探究其在线虫代谢过程中的内在联系和作用机制。
具体任务包括：
1.构建基于TMT标记技术的秀丽线虫胰岛素信号通路突变体蛋白质组ICS分析平台；
2.基于胰岛素和IGF-1激素的干预模拟秀丽线虫生长、代谢的状态，并采用小RNA或基因敲除技术得到不同突变体；
3.通过液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）技术，测定不同突变体线虫样本中的差异表达蛋白质，并进行质量评估与计量校正；
4.采用生物信息学方法，对数据进行分析和解释，并寻找不同基因突变体之间的相关蛋白质和通路；
5.结合代谢通路和远大健康工厂数据库的分析结果，揭示不同基因突变体之间在脂代谢、氧化应激方面的差异和共性。
任务目标：
通过本项目，期望达到以下目标：
1.建立高通量检测秀丽线虫胰岛素信号通路多个基因突变体的定量蛋白质组学方法；
2.探究不同基因突变体在脂代谢、长寿、抗病等方面的差异及共性；
3.分析秀丽线虫胰岛素信号通路中多个基因突变体之间的蛋白质相互作用关系和通路信号传递机制；
4.揭示不同基因突变体之间和正常线虫在腺苷酸代谢、蛋白质合成、糖代谢等方面的共性和特异性。
任务手段：
本项目主要采用以下研究手段：
1.线虫培养与处理：采用RNAi或CRISPR-Cas9技术对秀丽线虫的相关基因进行敲除或表达抑制，实现不同基因突变体的构建；
2.蛋白样品的制备：采用TMT标记技术，将不同突变体的蛋白根据其表达量进行标记，并定量检测样品蛋白，提高检测精度；
3.液相色谱-串联质谱：采用LC-MS/MS检测样品中蛋白定量和鉴定；
4.生物信息学和统计学分析：结合数据库和基因注释信息，对样品中差异表达蛋白进行筛选、分析和注释，挖掘其相关通路和蛋白相互作用关系。
任务成果：
1.本项目将建立鉴定秀丽线虫胰岛素信号通路多个基因突变体的高通量定量蛋白质组学方法，为研究胰岛素信号通路提供有力的手段；
2.本项目将在解析秀丽线虫蛋白质组学差异表达基础上，揭示不同基因突变体在代谢、腺苷酸代谢、蛋白质合成、糖代谢等方面的差异和共性；
3.本项目将对秀丽线虫胰岛素信号通路和相关基因的功能及其在线虫生理、生化和分子水平的调节作用进行深入研究，为深入探索线虫基础生物学、药物研究和医学相关领域提供新的有益信息。