Nature Methods：蛋白質(zhì)相互作用高通量篩選新系統(tǒng)

　　Salk研究所的科學(xué)家們開發(fā)出一種新型高通量蛋白質(zhì)相互作用檢測技術(shù)。本文威正翔禹/締一生物為您分析Nature Methods：蛋白質(zhì)相互作用高通量篩選新系統(tǒng)。

    該實(shí)驗(yàn)方法允許研究人員在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)中檢測成千上萬種蛋白質(zhì)之間上百萬種互作關(guān)系。這種名為CrY2H-seq的蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)繪制手段將大幅加快相關(guān)研究進(jìn)程。“這種新方法的力量是擴(kuò)大研究范圍，”文章通訊作者，Salk基因組分析實(shí)驗(yàn)室主任Joseph Ecker說。“這項(xiàng)研究可以解決我們以前無法解決的基本生物學(xué)相互作用問題。”

　　細(xì)胞內(nèi)部各種蛋白相互作用如一個(gè)社交網(wǎng)絡(luò)。制作相關(guān)圖譜將有助于識(shí)別不同蛋白質(zhì)功能，同時(shí)，還能幫助人們拼湊不同分子通路和細(xì)胞進(jìn)程。例如，一個(gè)新發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)如果與其他新陳代謝相關(guān)蛋白質(zhì)相互作用，研究人員就可推斷，該蛋白質(zhì)可能是治療代謝紊亂的靶點(diǎn)之一。

　　長期以來，人們一直依賴酵母雙雜試驗(yàn)（standard high-throughput yeast two-hybrid assays）測定蛋白質(zhì)相互作用。酵母雙雜需要使用一種已知蛋白（被稱作誘餌蛋白），來釣取其他相關(guān)蛋白（被稱作獵物蛋白）。為了找到所有相互關(guān)系，如果想了解1000個(gè)蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的互作模式，就需要進(jìn)行1000個(gè)單獨(dú)實(shí)驗(yàn)，讓每個(gè)誘餌蛋白與細(xì)胞內(nèi)所有蛋白互動(dòng)一遍。

　　“使用現(xiàn)有的方法，研究人員每檢測一種蛋白質(zhì)都不得不從初步篩查實(shí)驗(yàn)開始單獨(dú)復(fù)檢，”本文一作、Ecker實(shí)驗(yàn)室的研究生Shelly Trigg說。“但是，這對(duì)深度篩選來說沒有幫助。”

　　Ecker和Trigg的新方法讓蛋白質(zhì)的相互作用組學(xué)變得更有效率。

　　將編碼蛋白質(zhì)的基因分別連在兩個(gè)質(zhì)粒上再導(dǎo)入細(xì)胞。如果兩種蛋白在細(xì)胞內(nèi)發(fā)生互作，質(zhì)粒上的Cre基因就會(huì)被激活，在它的牽引下兩個(gè)獨(dú)立質(zhì)粒上的兩種基因就會(huì)連在一起。如此一來，通過基因測序便可迅速找到它們。研究小組構(gòu)建了大量酵母細(xì)胞庫，每個(gè)都含有通過隨機(jī)組合在質(zhì)粒中插入的不同蛋白質(zhì)編碼基因。通過選擇培養(yǎng)基篩選發(fā)生重組的細(xì)胞（細(xì)胞內(nèi)含有相互作用蛋白），再利用高通量DNA測序來識(shí)別究竟是哪兩種蛋白質(zhì)。如此一來，將不再局限于每次只能檢測1種誘餌蛋白。

　　研究人員利用CrY2H-seq一個(gè)月內(nèi)對(duì)擬南芥1800多種轉(zhuǎn)錄因子蛋白重復(fù)做了10次相互作用檢測（大約一周時(shí)間，即可完成1800多個(gè)蛋白質(zhì)相互作用解析）。每次實(shí)驗(yàn)排列組合總數(shù)高達(dá)400萬個(gè)。他們共計(jì)發(fā)現(xiàn)了8000多個(gè)蛋白質(zhì)相互作用，對(duì)擬南芥轉(zhuǎn)錄因子相互作用有了新的認(rèn)識(shí)，這組圖譜有助于回答長期以來有關(guān)某些轉(zhuǎn)錄因子是否具有功能的疑問。研究人員發(fā)現(xiàn)了一些相對(duì)未知的轉(zhuǎn)錄因子能與一些已知的轉(zhuǎn)錄因子發(fā)生相互作用，能調(diào)節(jié)植物對(duì)生長素的反應(yīng)。

　　將來，該方法可被用來測試更大規(guī)模的蛋白質(zhì)組，例如人類細(xì)胞（含有2萬種不同蛋白），這種更便捷，更快的方法也可用于不同條件下細(xì)胞整個(gè)蛋白質(zhì)相互作用變化研究。

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　　原文標(biāo)題：CrY2H-seq: a massively multiplexed assay for deep-coverage interactome mapping

     文獻(xiàn)出處：Shelly A Trigg,et al.CrY2H-seq: a massively multiplexed assay for deep-coverage interactome mapping.Nature Methods (2017) Published online 26 June 2017 doi:10.1038/nmeth.4343