新生噬菌体佳博体育发展为蛋白质组学研究
这是一种难以效仿的行为。
一群新生发现了一种新的生命形式，并在其基因组中发现了新的基因，接下来可能会发生什么呢？
这些发现是在噬菌体佳博体育中发现的，这是由霍华德休斯医学研究所（HHMI）赞助的威廉玛丽大学科学教育和研究项目的一部分。这个想法是让一群最年轻的学生沉浸在现实世界的研究体验中。这种特殊的体验以噬菌体（简称噬菌体）为中心，这是一类感染细菌的病毒。
2008年，第一个新生噬菌体佳博体育发现了一组噬菌体，包括在克里姆·戴尔身上发现的一种以前不为科学界所知的噬菌体。他们将这一发现命名为CrimD，并开始研究该病毒的基因组，发现了一些与以往见过的任何病毒基因都截然不同的基因。随着第一个重要的一年逐渐结束，大家都有一种不想结束的感觉。
一名学生说：“你们真的应该有一个后续课程，这样我们就可以继续我们所做的所有很酷的研究。”
玛格丽特·萨哈回忆说：“我们只是互相盯着对方，说好吧，这真是个好主意。”萨哈，生物学校长教授，是威廉玛丽大学HHMI计划的项目主管。她与生物学家马克·福赛斯和库尔特·威廉姆森合作教授噬菌体佳博体育。
生物学家们讨论了这个问题，并决定噬菌体基因组学的下一个合乎逻辑的步骤是研究噬菌体蛋白质组学。蛋白质组学研究的是蛋白质的结构和功能，蛋白质是执行基本细胞功能的分子。它位于“生物学”和“化学”之间日益模糊的边界地带。
他们找来了化学系的j·c·普斯玛。该小组在2010年的科学教育资助申请中向HHMI寻求资助，将成功的噬菌体佳博体育概念扩展到为期一年的高级本科蛋白质组学佳博体育。
萨哈说：“我们很高兴我们的拨款得到了资助。“HHMI对促进跨学科研究非常感兴趣，我们认为与J.C.合作将是非常有趣的。”
除了是一个充满活力的合作者，Poutsma还是一个质谱专家，这是一种用于在分子水平上鉴定化合物的技术。成千上万的蛋白质是所有生物体的化学组成部分，对其中任何一种蛋白质的检查都绝对需要质谱分析和跨学科的关注。
Poutsma没有使用“跨学科”这个词，而是将蛋白质组学佳博体育描述为“试图打破整个生物化学二分法”，因为威廉玛丽学院的化学和生物学专业能够在他们的领域重叠的一点上进行研究。他指出，其他边界也已经消失。
“当我们刚开始的时候，我想这可能是一个高级水平的佳博体育，但事实证明我们有二年级、三年级和四年级的学生在那里，”普茨玛说。“多年来，各专业学生之间真正互动的机会并不多，所以不仅有化学和生物方面的东西，而且这个佳博体育还能让年轻的学生和那些准备去读研究生的学生在一起，这是件好事。”
蛋白质组学佳博体育研究由噬菌体佳博体育学生发现的噬菌体中的蛋白质。威廉姆森是一名病毒学家，他解释说，基因控制着噬菌体谋生所需的各种过程。
威廉姆森解释说：“所有生物都必须吸收营养，它们必须生长，它们必须繁殖，它们必须清除废物。”但他指出，不同的生物使用不同的策略。
他说：“你在地球上看到的多种形式只是一种迹象，表明成功的方式有很多。”“病毒，同样的事情：它们必须感染宿主并进入，它们必须以正确的顺序表达它们的基因，它们必须制造后代，它们必须逃离细胞。但是有很多方法可以做到这一点。”
该佳博体育正致力于通过检测噬菌体基因的蛋白质来确定它们的功能。福赛斯说，他们的策略是从观察噬菌体感染细菌宿主过程中不同阶段出现的单个蛋白质开始的。
他说：“如果我们能确定它们在周期中的哪个点表达，那可能会给我们提供关于它们功能的第一个线索。”他补充说，有一些经验法则可以作为开始。
福赛斯解释说：“迟表达的基因通常与病毒的成熟有关，所以一开始不需要它们。”“一开始的基因可能更多地参与DNA复制。”
在威廉玛丽综合科学中心（William & 玛丽’s Integrated Science Center）三楼的佳博体育里，蛋白质组学专业的学生使用一种被称为凝胶电泳的佳博体育技术，从噬菌体标本中分离出蛋白质。一旦蛋白质被分离出来，学生们就会使用一种酶将它们分解成肽——氨基酸链。
一旦蛋白质被切割成多肽，它就可以被送到ISC和Poutsma的质谱佳博体育的一楼。Poutsma将质谱仪描述为“非常非常大的天平”，精确到足以称出微小的蛋白质片段。他教学生如何通过多肽的分裂方式和重量来识别多肽。
“肽通常以非常可识别和可重复的方式分裂，”他说。“由于每种氨基酸都有不同的侧链，而每条侧链都有不同的分子质量，也就是不同的重量，所以你实际上可以计算出肽中氨基酸的序列。这有点像把拼图拼在一起。”
就像所有“真正的”研究一样，学生们不知道他们的工作是否能把噬菌体蛋白质组学难题的足够多的部分组合在一起，从而接近解决方案。他们的教授也没有，他们指出结果的不确定性是科学家生活的一部分。
“我认为重要的是要告诉这些学生，研究并不总是有效的，”普茨玛说。“有时候我们有很棒的想法，但它们并不总是像我们想象的那样成功。但你必须看看为什么它不起作用。它不起作用是因为我没有把所有的化学物质都放进去，还是因为我需要从一个全新的方向来看待这个问题？”
这个故事刊登在2013年春季版的《威廉与玛丽校友杂志》上。
