Nature：蛋白質互作的篩查系統（下）

日期：2012-04-13 08:31:00

隨著越來越多的蛋白質相互作用被發現，研究人員正在尋找新的途徑查詢這些數據，理解相關內容之間的聯系。

上接：Nature：蛋白質互作的篩查系統（上）

哺乳動物細胞蛋白質與蛋白質相互作用陷阱(mammalian protein-protein interaction trap,MAPPIT)系統是最高通量的哺乳動物篩選系統之一。該系統利用的并非是酵母轉錄因子，而是一種哺乳動物細胞因子受體。這種細胞因子受體同樣被分割，當重建時才能夠傳導信號。2009年，比利時法蘭德斯跨學院生物技術研究所（VIB）的網絡生物學家Jan Tavernier描述了更高通量的MAPPIT系統，在這一系統中可編碼與細胞因子受體片段連接的潛在互作伴侶蛋白的質粒被分別置于小孔中保存。實驗之初，將可表達可與選擇性“誘餌”連接的細胞因子受體片段的細胞加入到小孔中。當互作發生時，信號就會激活發光熒光素酶。

利用多孔板，花費約2,000（2600美金）就可以篩選一個針對人類ORFeome（一整套克隆蛋白編碼開放閱讀框）的誘餌蛋白。Tavernier表示希望能夠在今年晚些時候實現在微芯片上運行MAPPIT。微型化檢測可將成本降低到100，并在1星期內檢測針對100個誘餌的ORFeome。

Tavernier說以這樣的高通量和成本，各種新實驗將變得可行，而不再將篩查局限于酵母細胞。“你開始在適當的物種中繪制完整的互作組，”Tavernier說。此外，Tavernier還計劃用藥物或有毒化合物來處理的細胞比較互作組的變化。他希望能將這一技術商業化，并正與Vidal及其他科學家們一起致力利用MAPPIT 和 Y2H檢測繪制人類蛋白質互作。

LUMIER也是相對高通量的系統，可用于檢測是否存在受藥物、激素或其他添加物影響的特異互作。在這些檢測中，兩種蛋白被用于瞬時轉染細胞。一種蛋白連接上稱之為FLAG的親水性肽。潛在的互作伴侶蛋白連接上熒光素酶。細胞裂解，FLAG標記的蛋白被捕獲，利用它們發出的熒光來檢測互作伴侶蛋白的存在。

蛋白片段互補測定（PCA）既可以在酵母細胞也可以在哺乳動物細胞中進行，主要取決于重構的大量“報告子”，通常是酶或熒光蛋白。因為報告子能夠在整個細胞發送信號，在它們自然發生的地方就可以檢測到互作。

在2009年發布的論文中，Vidal, Wanker和其他研究人員描述了Vidal在高通量篩選中評估發現的蛋白質互作的實證框架。事實上，這意味著重復實驗采用了不同類型的檢測，并與對照組結果進行了比較。陽性對照是從文獻中仔細挑選出的大約100種已確立的互作。陰性對照是100個隨機指定的配對蛋白，它們過去從未發現能相互結合。對檢測條件進行調整以提高對陽性對照的檢測，而避免檢測隨機互作。

作為《自然方法》（Nature Methods）雜志上提出的框架的一部分，來自互作研究的結果應該在不同類型的檢測中進行確證。越多的方法發現相同的互作，研究人員就越能確信得到的結果。不過總體上，這些方法也只能檢測大約70%的陽性參考設置。

高通量實驗并不是唯一鑒別蛋白質間互作的途徑。還有幾種數據庫，例如生物學相互作用通用庫(Biological General Repository for Interaction Datasets, BioGRID)和IntAct都搜集了文獻上發布的，從小型和高通量實驗，以及其他分析推斷的預測互作中挑選出的互作列表。歐洲生物信息研究所蛋白質組學服務協調員Sandra Orchard說然而這一列表甚至遠未接近完成，他幫助開發了最小的信息標準輔助分享和評估互作數據。“如果能觀察到30%的酵母互作組，我們就是非常幸運了，”她說。對于人類互作組，她估計數字會小于10%，其中包括已發表但還未被數據庫收錄的互作。