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鄰近標(biāo)記技術(shù)：研究植物蛋白互作的利器
2020年12月15日，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院張永亮教授課題組聯(lián)合加州大學(xué)戴維斯分校的Savithramma P. Dinesh-Kumar教授在Plant Communications上在線發(fā)表了題為 Proximity labeling: An emerging tool for probing in planta molecular interactions的綜述文章，系統(tǒng)的總結(jié)了鄰近標(biāo)記技術(shù) (Proximity labeling, PL) 的原理、發(fā)展和應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)了其在植物中應(yīng)用的巨大潛力，為在植物中更高效的使用鄰近標(biāo)記技術(shù)來(lái)篩選互作蛋白提供了詳細(xì)的技術(shù)參考。
細(xì)胞的生命過(guò)程離不開各種蛋白間的相互作用，研究細(xì)胞的基本生命過(guò)程均離不開對(duì)互作蛋白的鑒定和功能解析。鑒定蛋白復(fù)合物的組分對(duì)于揭示靶蛋白的生物學(xué)功能十分重要。傳統(tǒng)用于研究蛋白互作的方法具有一定的局限性，例如酵母雙雜交，需要構(gòu)建cDNA文庫(kù)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且不適用于鑒定轉(zhuǎn)錄因子的互作蛋白；免疫共沉淀 (co-IP)，常用于檢測(cè)高親和力的互作蛋白，對(duì)于弱的或瞬時(shí)的相互作用的分析效率較低。此外，對(duì)與不溶性蛋白尤其是膜蛋白互作蛋白的鑒定，上述方法效率也較低。近出現(xiàn)的PL技術(shù)克服了傳統(tǒng)方法的一些缺點(diǎn)、無(wú)需構(gòu)建文庫(kù)，對(duì)于疏水性和低豐度蛋白互作蛋白的鑒定以及弱/瞬時(shí)互作蛋白的分析顯示出*的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)與質(zhì)譜技術(shù)聯(lián)用，PL技術(shù)可在時(shí)空水平上提供動(dòng)態(tài)的蛋白互作網(wǎng)絡(luò)，為深入理解各種生命過(guò)程的分子基礎(chǔ)提供了強(qiáng)有力的工具。
綜述詳細(xì)的介紹了PL技術(shù)的原理，常用PL連接酶的種類，發(fā)展及其優(yōu)缺點(diǎn)，全面總結(jié)了目前PL技術(shù)在蛋白互作網(wǎng)絡(luò)的分析、細(xì)胞器蛋白組學(xué)、膜接觸、蛋白-DNA互作、蛋白-RNA互作、膜蛋白拓?fù)鋵W(xué)結(jié)構(gòu)和蛋白表面基團(tuán)分析、亞細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析等方面的應(yīng)用。還指出了PL技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中需要注意的一些問(wèn)題，包括對(duì)照的設(shè)置，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析及后期篩選驗(yàn)證等，文章著重指出PL技術(shù)在植物中有較好的應(yīng)用潛力，利用該技術(shù)，若干植物蛋白復(fù)合體的新組分被鑒定和報(bào)道。總之，該綜述及時(shí)地總結(jié)了目前PL技術(shù)的 究進(jìn)展，為該技術(shù)在植物中的進(jìn)一步應(yīng)用提供了重要的參考。
張永亮課題組博士生楊欣欣和溫智琰為共同作者，張永亮教授和加州大學(xué)戴維斯分校的Savithramma P. Dinesh-Kumar教授為共同通訊作者。