#小柯機器人# 【葉冰團隊發表一種用於研究內源性蛋白質功能多樣性的新方法】
2020年11月11日,Cell Reports雜誌在線發表了美國密西根大學生命科學研究院葉冰課題組的研究成果《isoTarget:一種用於分析內源性蛋白質功能多樣性的遺傳學研究方法》。該研究開發了一種分子遺傳學研究方法,用以研究目標基因通過選擇性剪接而產生的蛋白質功能多樣性。

該文作者應用此方法證明了Dscam(唐氏綜合症細胞黏附分子)在果蠅中的兩種亞型[TM1]和[TM2]在神經元內的存在位置決定了其生物功能上的差別。密西根大學博士研究生劉浩為本文第一作者,葉冰教授為通訊作者。

基因在轉錄過程中可以通過選擇性剪接而產生不同的蛋白質亞型,這是擴大蛋白質功能多樣性的重要機制。由於缺乏有效的技術手段,人們對蛋白亞型的表達、定位、功能、及其上下游信號傳導了解甚少。為解決此問題,劉浩等人發明了「isoTarget」這一分子遺傳學方法。該方法通過應用「翻譯終止子」(而不是通常使用的「轉錄終止子」),在不影響其他蛋白亞型表達的情況下阻斷目標亞型的翻譯過程,從而實現對目標亞型的敲除。

該方法還可以對內源性的目標蛋白亞型進行標記,以便在選定的細胞中進行多級分析。研究人員在之前已經發現Dscam的[TM1]和[TM2]兩種亞型在神經元發育的調控作用中存在差異,但由於缺乏有效的技術手段,始終無法確定這兩種亞型在神經元內的位置是導致其功能差異的原因。

該文作者應用「isoTarget」技術,發現內源性TM1隻存在於果蠅神經元的樹突中,而TM2則既存在於樹突也存在於軸突中。當把TM1過表達在敲除了TM2的軸突中時,可以挽救由於TM2敲除導致的軸突發育缺陷,從而證明了這兩種Dscam亞型對樹突和軸突發育的不同貢獻是由TM1和TM2在亞細胞定位上的差異決定,而不是其生化特性上的差異導致的。

這一結論在Dscam與其下游分子Dock的親和實驗中再次得到驗證。神經元軸突內由於只存在TM2,故其與Dock結合形成複合體並調控軸突的發育。而在沒有樹、軸突分化的培養細胞中,TM1和TM2與Dock的結合能力並無差異。研究人員還在一種GABA受體的兩種亞型上再次驗證了這一技術的可行性和有效性,證實了這一技術的廣泛適用性。

「isoTarget」作為一種通用的遺傳工具與多種技術兼容。它是研究基因選擇性剪接形成蛋白質組多樣性的有效技術手段,為科研工作者研究蛋白質不同亞型的功能和機制提供了有效的分子遺傳學方法。

相關論文信息:
http://t.cn/A6GKYO6D
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