MACSPI 技术在多细胞生物中实现组织选择性的蛋白质组和相互作用组分析

分享一篇最近发表在 PNAS 上的文章，本文的题目是“MACSPI enables tissue-selective proteomic and interactomic analyses in multicellular organisms”。本文的核心是作者们在线虫上实现了组织特异性的蛋白质组和相互作用蛋白质组。本文的通讯作者是来自香港大学的 Xiang David Li，Chaogu Zheng 和 Xiucong Bao。

多细胞生物是由众多功能和形态迥异的组织构成的，而造成这一现象的原因，很大程度上是由于特异化的蛋白质组和蛋白相互作用组引起的。目前常见的探究蛋白相互作用的方法有很多，比如酵母双杂只能研究两个蛋白的相互作用，无法研究复合物。尽管基于质谱的亲和纯化弥补了这一缺陷，但是该方法无法捕捉瞬时的和弱的相互作用蛋白。虽然基于邻近标记的 APEX 和 TurboID 等技术，可以实现组织特异性，但是，该方法最大的局限性是其假阳性率很高。

本文作者就想到可以设计一个具有双功能的非天然氨基酸插入到蛋白质中，如果该非天然氨基酸具有炔基，那么就可以通过点击化学反应，将蛋白富集出来。如果给这个非天然氨基酸再引入一个光交联基团，那么就可以在 UV 刺激下，探究蛋白的相互作用。因为非天然氨基酸插入到蛋白质上，需要工程改造过的氨酰 tRNA 合成酶。线虫是一种很好的模式生物，因为氨酰 tRNA 合成酶的表达可以通过不同的启动子来实现组织特异性。作者们给该方法起名为 Methionine Analog-based Cell-Specific Proteomics and Interactomics (MACSPI)。

因此，作者们就设计了既可以被富集又可以光交联的 photo-ANA，优化了能够将该非天然氨基酸插入到蛋白质上的氨酰 tRNA 合成酶，用不同的启动子在线虫上实现组织特异性地表达该合成酶。为了实现 SILAC，作者们用重标的氨基酸培养大肠杆菌（线虫的食物是大肠杆菌）。最后，作者们通过一系列实验，证明了 MACSPI 能够实现组织特异的蛋白质组和相互作用组。

本文作者：Liu ZH

责任编辑：FTY

文章链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2319060121

原文引用：DOI：10.1073/pnas.2319060121

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