新策略改善蛋白质相互作用分析

美国Dana-Farber癌症研究所癌症系统生物学中心（CCSB）的研究人员将PCR拼接与新一代测序结合起来，用于蛋白质的相互作用网络分析。该研究成果近日发表在《自然—方法学》（Nature Methods）在线版上。细胞中存在着成百上千个大分子的相互作用，它们介导的功能维持了正常的细胞活性。为了大规模确定多种生物中的相互作用，人们已经开发出多种高通量的方法，如酵母双杂交系统。然而，目前的高通量蛋白相互作用组（interactome）的数据集质量虽高，但覆盖度很低。对于人类而言，95%以上的相互作用组还有待定位。酵母双杂交系统等高通量定位方法的瓶颈在于确定相互作用的蛋白、DNA或RNA分子的身份。新一代测序技术的补充有望提高通量，同时降低成本。近几年来，新一代测序广泛应用在生物学的多个方面，但尚未应用在蛋白质的相互作用网络定位，因为通过集体测序无法了解每个相互作用对的成员之间的关联。尽管“鸟枪法”测序能够高效测定基因组和转录组，但新一代测序技术无法直接鉴定相互作用对。于是，Dana-Farber癌症研究所Marc Vidal领导的研究小组将PCR拼接（PCR stitching）与新一代测序结合起来，开发出一种大规模并行定位相互作用组的策略（Stitch-seq），并在高通量酵母双杂交系统中检验了这种策略。他们通过PCR将编码相互作用对杂交蛋白的开放阅读框（ORF）或cDNA扩增出来，并通过Sanger或新一代测序来鉴定。X与DNA结合结构域融合（DB-X），Y与激活结构域融合（AD-Y）。当X和Y来源于配对PCR平板的记录位置，它们可通过计算机重组，形成相互作用序列标签（ISTs）。作者提到，他们的策略使整体费用降低了近40%，并允许通量增加。随着新一代测序技术的不断改善，测序费用应当持续下降。作者在研究中选择了454 GS FLX测序平台。之所以选择这个平台，是因为454技术是新一代测序中读长最长的，而82 bp的接头长度要求平均读长要超过100 bp，才能可靠鉴定相互作用序列标签。作者认为，Stitch-seq不仅适用于酵母双杂交系统，还可扩展到其他类型的相互作用分析，改善相互作用组网络定位的能力和范围。（生物通薄荷）