1月31日，國際學(xué)術(shù)期刊Nucleic Acids Research在線發(fā)表了中國科學(xué)院生物化學(xué)與細胞生物學(xué)研究所吳立剛實驗室的研究成果：“SpyCLIP: an easy-to-use and high-throughput compatible CLIP platform for the characterization of protein-RNA interactions with high accuracy”。該研究將SpyTag-SpyCatcher這一共價交聯(lián)系統(tǒng)創(chuàng)新性地應(yīng)用到CLIP技術(shù)中，極大地降低了CLIP技術(shù)的難度并提高了所獲數(shù)據(jù)的特異性。研究還對CLIP建庫流程進行了重新設(shè)計，使之適應(yīng)于自動化操作和高通量應(yīng)用的要求。

 

        目前已知的RNA結(jié)合蛋白已經(jīng)超過一千種，許多過去被認為不結(jié)合RNA的蛋白質(zhì)近期亦被發(fā)現(xiàn)具有RNA結(jié)合能力，所結(jié)合的RNA對調(diào)控這些蛋白質(zhì)機器的活性發(fā)揮了重要作用。CLIP是研究體內(nèi)蛋白質(zhì)-RNA相互作用最為先進的方法之一。該方法歷經(jīng)改進，產(chǎn)生了多種變體，但現(xiàn)有CLIP版本均依賴于高特異性的抗體，實驗步驟繁雜，通常要采用放射性同位素標記，所獲數(shù)據(jù)的可重復(fù)性差，無法規(guī)模化應(yīng)用。因此，研發(fā)簡潔高效且適合高通量應(yīng)用的新方法是系統(tǒng)性理解蛋白質(zhì)-RNA相互作用的關(guān)鍵和當務(wù)之急。

 

        本研究采用一種全新的基于SpyTag-SpyCatcher這一共價交聯(lián)系統(tǒng)的純化策略，極大地提高了所獲蛋白質(zhì)-RNA復(fù)合物的純度。同時對CLIP建庫的流程進行創(chuàng)新設(shè)計，避免了傳統(tǒng)CLIP方法中多步限制規(guī)?；僮骱痛罅繐p耗起始材料的效率限制性步驟。此外，還引入通用的input文庫用以背景扣除，進一步提高了CLIP方法的特異性。這些核心改進不僅避免了現(xiàn)有CLIP方法對抗體的依賴，提高了數(shù)據(jù)的信噪比和可重復(fù)性，并大幅降低了操作的難度和時長，使得SpyCLIP方法能夠適應(yīng)高通量研究的需求。利用SpyCLIP這一新工具，研究人員在哺乳動物細胞中研究了內(nèi)含子結(jié)合蛋白PTBP1和RBFOX2的結(jié)合圖譜，發(fā)現(xiàn)SpyCLIP可以真實、高效地捕獲它們的剪接調(diào)控位點；研究了組蛋白mRNA專一性結(jié)合蛋白SLBP，發(fā)現(xiàn)SpyCLIP能以極高地特異性捕獲其與組蛋白mRNA的相互作用，并發(fā)現(xiàn)了新的非組蛋白結(jié)合對象；研究了microRNA效應(yīng)器蛋白AGO2的結(jié)合圖譜，比較和揭示了3’非翻譯區(qū)和編碼區(qū)microRNA靶位點的機制和特征。SpyCLIP對多種RNA結(jié)合蛋白均表現(xiàn)出杰出的靈敏度和特異性，為規(guī)?；⑾到y(tǒng)性研究蛋白質(zhì)-RNA相互作用提供了一種簡潔易用且具備高精度的新工具。

 

        生化與細胞所吳立剛研究員為本文通訊作者，副研究員趙雅和博士研究生張堯為本文共同第一作者。該項研究工作得到了中科院、基金委和科技部的經(jīng)費支持。