干细胞牛人PNAS发布染色质蛋白组学分析法

三月九日，干细胞牛人Richard A Young博士带领的研究小组在《PNAS》杂志发表一项重要研究成果。这项研究描述了一种染色质蛋白质组学分析方法，将ChIP与质谱分析技术（MS）相结合，来识别与特定染色质类型相关的蛋白质，并在基因组范围内定位这种染色质。研究结果表明，这种方法是确定含有特定组蛋白修饰的染色质相关的蛋白质的有力手段。

　　

生物通报道：当下生物医学研究的一个重要特点是技术手段的革新非常快，人类基因组计划完成后，组学水平的研究使得从整体水平认识生命过程成为可能。美国怀海德生物医学研究所（Whitehead Institute for Biomedical Research）的Richard A Young博士在这方面——尤其是利用组学工具研究干细胞，做出了重要贡献。早在2005年，他的实验室在《Cell》杂志上首次报道人胚胎干细胞中三个维持多能性的重要基因——Oct4，Sox2和Nanog在全基因组上的结合情况，揭示这三个基因协同作用维持胚胎干细胞多能性的分子机制，并提出核心转录因子调控网络的概念，突破了研究单个基因在干细胞中作用的限制，开创了从整体水平了解干细胞复杂调控机制的新时代。

三月九日，Richard A Young博士带领的研究小组在《PNAS》杂志发表一项重要研究成果，题为“Chromatin proteomic profiling reveals novel proteins associated with histone-marked genomic regions”。这项研究描述了一种染色质蛋白质组学分析方法，将ChIP与质谱分析技术（MS）相结合，来识别与特定染色质类型相关的蛋白质，并在基因组范围内定位这种染色质。研究结果表明，这种方法是确定含有特定组蛋白修饰的染色质相关的蛋白质的有力手段。

哺乳动物的基因组可编码1000多种转录因子、辅酶因子和染色质调控因子，但我们对其中大多数因子的基因组占有及其功能仍然认识有限。了解这些蛋白如何与特定活性因子相互作用，以及如何抑制基因组特定部分，将为探讨它们在整体基因控制中的功能提供线索，但是由于基因组学和蛋白质组学技术的固有局限性，使得这一信息的获取是费力和昂贵的。

染色质免疫沉淀-测序（ChIP-seq）可以揭示一个特定蛋白质在基因组中的占有位置，但是非常费力，并且受到候选基因组结合蛋白特异性抗体可用性的限制。质谱分析法（MS）可以识别存在于特定基因组部位的大量蛋白质，但是不能揭示这些蛋白质如何占有基因组的特定部分。延伸阅读：DNA SMART技术让ChIP Seq研究更轻松。

在这项研究中，研究人员描述了一种方法，他们称之为“染色质蛋白质组学分析”，该方法将ChIP与MS相结合（ChIP-MS），来确定特异性修饰组蛋白标记的基因组区域相关蛋白。随后，研究人员用ChIP-MS分析了小鼠胚胎干细胞（mESCs）中包含特定组蛋白标记的染色质相关蛋白。

研究人员确定了332个已知的蛋白和114个新的蛋白，它们都与这些组蛋白标记的基因组片段相关。大多数新的候选蛋白与各种疾病有关，它们的染色质关联可能为发病机制提供线索。其中，20%的蛋白与癌症和/或孟德尔遗传病有关。如果对这些蛋白进一步研究，将会使我们对疾病机制有更新的认识。

这种染色质蛋白组学分析研究，产生了一个蛋白目录，包括与基因组区域（其染色质由特异修饰组蛋白标记）相关的已知的、有关联的和新的蛋白质。其中有100多种组蛋白也被报道过，因此进一步的染色质蛋白质组学研究，对于确定ES细胞及其他细胞中另外的染色质相关蛋白，将是非常有价值的。这种染色质蛋白质组学分析，对于在动态环境（如药物暴露、代谢、细胞生长/细胞周期、应激反应和发育）中研究蛋白质组成的变化，也将非常的有用。

（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
Chromatin proteomic profiling reveals novel proteins associated with histone-marked genomic regions
Abstract: More than a thousand proteins are thought to contribute to mammalian chromatin and its regulation, but our understanding of the genomic occupancy and function of most of these proteins is limited. Here we describe an approach, which we call "chromatin proteomic profiling," to identify proteins associated with genomic regions marked by specifically modified histones. We used ChIP-MS to identify proteins associated with genomic regions marked by histones modified at specific lysine residues, including H3K27ac, H3K4me3, H3K79me2, H3K36me3, H3K9me3, and H4K20me3, in ES cells. We identified 332 known and 114 novel proteins associated with these histone-marked genomic segments. Many of the novel candidates have been implicated in various diseases, and their chromatin association may provide clues to disease mechanisms. More than 100 histone modifications have been described, so similar chromatin proteomic profiling studies should prove to be valuable for identifying many additional chromatin-associated proteins in a broad spectrum of cell types.