科學(xué)家在內(nèi)源蛋白標(biāo)記上取得進(jìn)展

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中國科學(xué)院生物物理研究所徐平勇研究組在在內(nèi)源蛋白標(biāo)記上取得突破，開發(fā)了普適性強(qiáng)的內(nèi)源蛋白標(biāo)記技術(shù)ANGEL，突破性地解決了無熒光小肽基因敲入時無法進(jìn)行高通量篩選的瓶頸。相關(guān)論文8月29日發(fā)表于《自然-化學(xué)生物學(xué)》。

人類基因組包含約2萬個蛋白質(zhì)編碼基因，經(jīng)過可變剪接和翻譯后修飾可形成上百萬種蛋白質(zhì)變體。深入理解這些蛋白質(zhì)的定位、表達(dá)和相互作用，需要準(zhǔn)確的內(nèi)源水平研究。目前，常見的通過融合熒光基因過表達(dá)的方法存在明顯局限。

納米抗體因體積極小、穩(wěn)定性高、親和力強(qiáng)而廣泛應(yīng)用。研究人員注意到，ALFA標(biāo)簽是一種僅含13個氨基酸、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的小標(biāo)簽，可與特異性納米抗體NbALFA結(jié)合。更重要的是，NbALFA的穩(wěn)定性取決于ALFA標(biāo)簽的存在：在標(biāo)簽缺失時易被降解，而在標(biāo)簽存在時熒光信號增強(qiáng)。

基于這一特性，研究團(tuán)隊提出了“抗原穩(wěn)定抗體”概念，并通過定向進(jìn)化獲得新型突變體mutNbALFA。該突變體在無標(biāo)簽時迅速降解，而在標(biāo)簽存在時釋放強(qiáng)熒光信號，由此實現(xiàn)了對小肽基因敲入克隆的高效識別。團(tuán)隊進(jìn)一步建立了穩(wěn)定表達(dá)NbALFA-熒光融合蛋白的細(xì)胞系，結(jié)合CRISPR技術(shù)，將ALFA標(biāo)簽精準(zhǔn)敲入目標(biāo)基因，從而通過熒光變化直接篩選成功編輯的細(xì)胞。

這一創(chuàng)新技術(shù)被命名為ANGEL（ALFA Nanobody-guided endogenous labeling）。研究表明，ANGEL能夠高效標(biāo)記多種內(nèi)源蛋白，并具備向其他小肽標(biāo)簽拓展的潛力。它為內(nèi)源蛋白功能研究提供了便捷可靠的“一站式”工具，克服了傳統(tǒng)過表達(dá)方法的局限，有望在蛋白質(zhì)動態(tài)調(diào)控研究和藥物開發(fā)中發(fā)揮重要作用。

該工作受到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金以及中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項等項目的資助。

來源：中國科學(xué)報