- 发表一篇SCI论文通常需要经历哪 36
- 详细介绍自费出书的操作步骤 71
- 科技论文的功能作用有哪些呢 53
- SCI论文的润色的必要性原因 43
- 如何确定科学论文导师的署名 52
- 评职称最重要环节是什么? 55
- SCI实验方法一样怎么降重 45
- 如何支付出书费用的一些详细指南 58
- 综述《医学信息》期刊内容 47
- 关于《中国临床实用医学》期刊内容 34
- 一般情况如何回复SCI论文修改意 43
- 高中教师如何选择适合论文发表期刊 54
- sci是否必须填写推荐审稿人呢? 71
- 参加学术会议的意义有哪些? 64
- 中国科学院团队在酸性环境水电解研 78
- 中国塑协降解专委会 20429
- 哈尔滨师范大学 22385
- 武汉市cbb会议主办 17410
- 中国汽车零部件 17361
- 上海市粘接技术协会 20408
- 上海商图信息咨询有限公司 22387
- SHDIF 7384
- 新疆大学 化学化工学院 22428
- 北京交通大学 1390
- 杭州远成会议服务有限公司 23440
- 北京航空航天大学 17390
- 2010中国城市建设峰会 17391
- 南京大学地球科学与工程学院 23398
- 西南大学 17401
- 中国电子学会生命电子学分会 23388
- 西安爱科赛博电气股份有限公司 23372
- MFJYT 7373
- 中华燃气公司 17394
- 百奥泰国际会议 23407
- 同济大学 20404
陈鹏/樊新元团队报道用于原代生物样品研究的生物正交光催化邻近标记技术CAT-S
2024/04/18
细胞的生命活动受到各个亚细胞器(细胞核、线粒体、内质网等)中蛋白质网络的精细调控,以保证其有条不紊地进行。任一亚细胞区域中蛋白质“零件”的损坏或失调,就有可能“牵一发而动全身”,造成细胞的异常乃至疾病的发生。因此,研究亚细胞区域的蛋白质组,尤其是针对临床疾病相关的样品,一直以来是蛋白质组学研究的热点。近年来,邻近标记(proximity labeling)技术的发展,突破了传统亚细胞器分离方法的局限,使得在活细胞中原位研究特定亚细胞蛋白质组成为可能。然而,基于生物催化的邻近标记技术往往需要对细胞进行基因改造以在胞内引入邻近标记酶(如APEX,BioID等),使其不适宜在难以基因改造的样品(尤其是原代细胞、临床样品)中运用。如何开发适用于原代活细胞及组织样品的邻近标记技术,成为该领域亟需攻克的挑战。
文章截图
近期,以小分子光催化邻近标记为代表的化学生物学方法的出现展现出了用于难转染样品研究的巨大潜力。如诺奖得主MacMillan课题组联合默克研究人员开发了基于光催化产生活性卡宾探针的细胞膜蛋白质邻近标记技术μMap1,并在此基础上持续探索这类新型技术的应用范围2。北京大学化学与分子工程学院的陈鹏/樊新元团队基于光催化产生活性亚甲基醌探针开发细胞内线粒体蛋白质邻近标记技术CAT-Prox3,细胞膜受体靶向的CAT-Ex技术4,细胞互作邻近标记的CAT-Cell5等技术。随后在国内外研究者的共同推动下,光催化邻近标记的研究取得了蓬勃发展,很多创新技术相继涌现,为蛋白质组学研究提供了全新的化学工具。
然而,组织原代、甚至人体临床等更为复杂样品的原位标记由于存在技术瓶颈而一直处于空白。2024年3月28日,陈鹏/樊新元团队在Nature Communications杂志发表了题为“Bioorthogonal photocatalytic proximity labeling in primary living samples”的研究论文。他们在前期开发的线粒体靶向的光催化邻近标记技术CAT-Prox的基础上,通过化学改造开发出新一代具有更高标记活性的硫代亚甲基醌探针,以适应更为复杂的原代组织的生物样品,从而实现了组织原代、甚至人体临床样品的线粒体蛋白质的原位标记(CAT-S技术)6。
作者首先基于前期的CAT-Prox技术进行系统性优化和升级,特别是针对传统常用的亚甲基醌(QM)标记探针进行化学改造,通过引入硫原子开发出新一代硫代QM标记基团(thioQM),在体外及活细胞内展现出比传统氧代QM显著提升的蛋白质标记效率。之后,在多种细胞系中验证了该方法对线粒体蛋白质的高效捕捉。通过与蛋白质谱技术的联用,能够在80%左右的高特异性水平下,定量鉴定300个以上的线粒体蛋白,描绘活细胞线粒体蛋白质组特征;通过综合分析在多种细胞系中获取的数据,进一步发掘并验证了PTPN1、SLC35A4 uORF及TRABD三个新的线粒体定位蛋白,展现该技术在发现新的线粒体蛋白方面的能力。
原代活细胞样品(尤其是临床样品)上的应用一直是邻近标记领域的难点。对此,研究者通过CAT-S技术实现了对小鼠肾脏、脾脏的解离细胞样品中线粒体蛋白的邻近标记捕捉,避免了酶法邻近标记技术对转基因动物模型的依赖。据此,研究者定量比较了肥胖诱导II型糖尿病小鼠和健康小鼠中的肾脏线粒体蛋白质组特征,发现一系列在疾病状态下表达变化的线粒体蛋白。其中,脂代谢相关酶类的变化较为显著,其中Aldh3a2、Acsm2的下降可能造成了相关脂质代谢物的累积,潜在地促进了糖尿病相关的肾病发展。此外,研究者还证明了CAT-S技术能够对人血液样品中原代T细胞进行原位线粒体蛋白标记,展现了在临床样品上的应用潜力。
综上,该工作对生物正交光催化标记化学进一步发展,实现了其在动物组织和临床来源的原代细胞的应用,并进行了原位线粒体蛋白质组解析。其无需基因改造、通用性、光控时空分辨等特点,为原代样品的亚细胞蛋白质组学研究开辟了新途径。基于该策略,进一步发展靶向其他亚细胞区域的生物正交标记方法、探究更多疾病相关的组学信息,将是未来值得期待的方向。
樊新元和陈鹏为本文的通讯作者,博士后刘子琦与博士研究生郭福虎为本文的共同第一作者。该工作得到来自国家自然科学基金、科技部重点研发计划、北京市自然科学基金、李革-赵宁生命科学青年研究基金等项目经费的支持。
参考文献:
1. Geri, J. B.; Oakley, J. V.; Reyes-Robles, T.; Wang, T.; McCarver, S. J.; White, C. H.; Rodriguez-Rivera, F. P.; Parker, D. L.; Hett, E. C.; Fadeyi, O. O.; Oslund, R. C.; MacMillan, D. W. C., Microenvironment mapping via Dexter energy transfer on immune cells. Science 2020,367 (6482), 1091.
2. Seath, C. P.; Burton, A. J.; Sun, X.; Lee, G.; Kleiner, R. E.; MacMillan, D. W. C.; Muir, T. W., Tracking chromatin state changes using nanoscale photo-proximity labelling. Nature 2023,616 (7957), 574—580.
3. Huang, Z.; Liu, Z.; Xie, X.; Zeng, R.; Chen, Z.; Kong, L.; Fan, X.; Chen, P. R., Bioorthogonal Photocatalytic Decaging-Enabled Mitochondrial Proteomics. J. Am. Chem. Soc. 2021,143 (44), 18714—18720.
4. Liu, Z.; Xie, X.; Huang, Z.; Lin, F.; Liu, S.; Chen, Z.; Qin, S.; Fan, X.; Chen, P. R., Spatially resolved cell tagging and surfaceome labeling via targeted photocatalytic decaging. Chem 2022,8 (8), 2179—2191.
5. Zhang, Y.; Liu, S.; Guo, F.; Qin, S.; Zhou, N.; Fan, X.; Chen, P. R., Bioorthogonal photocatalytic quinone methide decaging for cell-cell interaction labeling. bioRxiv 2023, 2023.04. 08.536099.
6. Liu, Z.; Guo, F.; Zhu, Y.; Qin, S.; Hou, Y.; Guo, H.; Lin, F.; Chen, P. R.; Fan, X., Bioorthogonal photocatalytic proximity labeling in primary living samples. Nat. Commun. 2024,15 (1), 2712.
文章来源北京大学新闻网,分享只为学术交流,如涉及侵权问题请联系我们,我们将及时修改或删除。
时间的故事——北京大学程和平/胡玮/马雷团队揭示哺乳动物中枢生物钟的系统水平时间编码机制
生命科学学院张哲课题组与合作者共同揭示囊泡单胺转运蛋白VMAT2的药物抑制及底物转运机制
北京大学生命科学学院张蔚课题组揭示动物不完美拟态的生态学意义
深圳国际研究生院孙波团队合作在金属半导体界面的导热机制上取得新进展
南京医科大学附属南京医院陈绍良教授团队与海外合作者在急性冠脉综合征精准诊治的临床研究方面取得进展
清华大学资源环境课题组张衍国教授、周会特别研究员等人在生物质水热转化领域取得新进展
清华大学物理系杨乐仙课题组合作在准一维铋基卤化物的研究中取得进展
物理学院杜瑞瑞课题组与合作者首次观察到拓扑边缘态的库仑拖曳效应
第四届计算机图形学、图像与虚拟化研究国际会议(ICCGIV 2024)(2024-05-17)
第九届机电控制技术与交通运输国际学术会议(ICECTT 2024)(2024-05-24)
2024年教育政策与实践研讨会(ICEPP 2024)(2024-05-24)
第三届机电一体化与机械工程国际会议(ICMME2024)(2024-05-24)
2024年电子器件、传感控制技术与光学机械工程国际学术会议(EDSCTOE 2024)(2024-05-25)
第十四届地质和地球物理学国际会议(ICGG 2024)(2024-05-31)
2024年食品工程与农业科学国际会议(ICFEAS 2024)(2024-06-02)
2024年第三届网络、通信与信息技术国际会议(CNCIT 2024)(2024-06-07)
第十届机械工程、材料和自动化技术国际会议(MMEAT 2024)(2024-06-21)
2024年先进机器人,自动化工程与机器学习国际会议(ARAEML 2024)(2024-06-28)
2024年第七届数学与统计国际会议(ICoMS 2024)(2024-6-23)
2024年语言艺术、教育与社会科学国际会议( ICLAESS 2024)(2024-5-31)
2024年第七届人工智能和模式识别国际会议(AIPR 2024)(2024-9-20)
2024年先进机械电子、智能控制与电气工程国际学术会议(AMEICEE 2024)(2024-6-29)
2024年智慧教育与计算机技术国际学术会议(IECT 2024)(2024-6-28)
2024年智能系统、网络安全与自动化国际研讨会(ISISCA 2024)(2024-6-28)
第三届生命、健康与现代医学国际会议(LHMM 2024)(2024-10-25)
2024年心理、哲学与历史国际会议(ICPPH 2024)(2024-6-22)
2024年第四届工业自动化、机器人与控制工程国际会议(IARCE 2024)(2024-9-20)
第六届工业与机械工程国际研讨会(CIME 2024)(2024-10-25)