連發兩篇Trends封面文章：中國農大綜述新型蛋白質組方法應用於解析染色質蛋白互作網路

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近日，

Trends in Biotechnology

和

Trends in Biochemical Sciences

背靠背發表了兩篇來自

中國農業大學植物生理與生化國家重點實驗室陳豔梅博士

的綜述文章，並分別入選兩個刊物封面文章。

真核細胞中染色質主要由DNA、RNA、組蛋白和非組蛋白等構成，數米長的染色質經過一系列的摺疊，最終被壓縮到直徑為幾微米的細胞核內。染色質與蛋白質互作是真核生物基因組組裝的基礎，並且在調控基因轉錄和表達中發揮重要作用。正是由於染色質在三維空間的互作，增強子等遠端調控元件才能精確無誤地跨越相當長的線性距離與目標基因的啟動子發生作用，從而調控目標基因的表達 （圖一）。在植物細胞中，這些蛋白在植物生長髮育和響應逆境脅迫過程中發揮關鍵功能。在動物細胞中，組蛋白翻譯後修飾的結合蛋白（如PTM writers， readers， and erasers）往往與腫瘤等疾病的發生密切相關（圖二）。據報道，針對組蛋白PTM與互作蛋白之間的機理研究治療已進入癌症治療的臨床試驗，且有部分修飾酶已被用作抗癌藥物篩選的新靶點。因此，解析染色質互作蛋白網路對深入瞭解表觀遺傳分子機理、藥物篩選和疾病治療具有重要的指導意義。

（1）

Trends in Biotechnology

近期線上發表了題為“Dissecting the plant chromatin interactome using mass spectrometry”的綜述論文。該論文概述了研究染色質蛋白和染色質相關RNA互作蛋白的最新質譜方法，並對這些方法在植物生物學中的應用進行了深入討論，提出了有效的分析策略。

文章著重分幾部分評述了質譜方法在研究染色質互作蛋白網路中的應用，具體包括染色質相關RNA（chromatin-associated RNA）結合蛋白、染色質結合蛋白互作網路和定量互作組學等領域的研究方法。

圖一

圖二

目前已有幾種探究與染色質相互作用蛋白的新方法，通常用特定的RNA或染色質蛋白作為誘餌來捕獲與其互作的蛋白質，然後與質譜結合進行深度測序，從而以定性或定量的方式來構建相關的染色質互作網路。如RNA純化分離染色質技術（CHIRP）， RNA反義純化技（RAP）和染色質靶標蛋白純化技術（CHIP-SICAP）。這幾種方法使用帶有生物素標記的探針與特定的目標RNA或蛋白質雜交，並與交聯劑相結合使用，能夠較大程度降低非特異性結合，提高互作蛋白純化效率。該論文詳細介紹瞭如何使用以上幾種方法來研究染色質蛋白互作組學，同時也探討了這些技術路線在植物生物學研究領域中的應用和挑戰。論文連結：https：//doi。org/10。1016/j。tibtech。2021。06。002

（2） Trends in Biochemical Sciences線上發表了題為”Mapping histone modification-dependent protein interactions with chemical proteomics”的綜述論文。該論文概述瞭如何應用新型化學蛋白質組方法研究組蛋白修飾在細胞內的結合蛋白。這些方法的基本策略是，利用化學手段在體外合成與胞內蛋白結構域互補的探針，然後把探針轉化到細胞內與目標蛋白雜交，透過與光交聯（Photo-crosslinking）或者鄰近標記（Proximity biotinylation）結合，能夠特異純化和分析組蛋白翻譯後修飾的結合蛋白（PTM writers， readers， and erasers）。常見方法如，ADdis–Cys-MS，bait and trap-MS，ChromID-MS，透過定量質譜技術，這些策略能應用於大規模蛋白質互作組學研究。該論文詳細介紹和對比了如何使用以上幾種方法來研究組蛋白修飾的結合蛋白，並分析和比較了這些技術路線的不同應用範圍、優越性和挑戰。論文連結：https：//doi。org/10。1016/j。tibs。2021。11。002

總之，這些成果為使用新型蛋白質組方法在表觀遺傳研究領域解析蛋白互作網路提供了新的思路。

中國農業大學陳豔梅博士和沙特阿卜杜拉國王科技大學劉鵬博士共同完成，河南農業大學王禕博士參與了該論文。中國農業大學作為該論文的第一單位，該成果得到國家自然科學基金專案的資助。

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