染色質(zhì)免疫共沉淀技術(shù)(chip)

1、◇20062006年第4期(總第8期)科學(xué)熱點(diǎn)ScienceFocus●圖書(shū)館情報(bào)部咨詢服務(wù)（徐曉宇主持）●聯(lián)系電話：0510－85919951校內(nèi)：19879功能基因組學(xué)研究方法及其進(jìn)展功能基因組學(xué)研究方法及其進(jìn)展功能基因組學(xué)（Functionalgenomics）是利用結(jié)構(gòu)基因組所提供的信息和產(chǎn)物，發(fā)展和應(yīng)用新的實(shí)驗(yàn)手段，通過(guò)在基因組或系統(tǒng)水平上全面分析基因的功能，使得生物學(xué)研究從對(duì)單一基因或蛋白質(zhì)的研究轉(zhuǎn)向多個(gè)基因或蛋白質(zhì)同時(shí)進(jìn)行

2、系統(tǒng)的研究。它的研究?jī)?nèi)容是人類(lèi)基因組DNA序列變異性研究、基因組表達(dá)調(diào)控的研究、陌生生物體的研究和生物信息學(xué)的研究等。目前功能基因組學(xué)的研究策略包括以下4個(gè)方面：1）建立表達(dá)圖譜：建立表達(dá)序列標(biāo)簽、扣除文庫(kù)、DNA芯片、蛋白質(zhì)組等。2）隨機(jī)突變篩選：在基因組中進(jìn)行隨機(jī)誘變和篩選，如ENU、iRNA、TDNA、EP轉(zhuǎn)錄子等等。3）定向誘變：進(jìn)行有目的的基因誘變，如基因敲除。4）生物信息學(xué)研究：分析基因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能比較的信息。經(jīng)典的技術(shù)

3、在大量未知基因的研究中具有局限性，目前，一些新技術(shù)包括生物芯片、基因敲除(knockout)、轉(zhuǎn)基因（knockin）、RNA干擾（RNAi）以及蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的各種技術(shù)，在功能基因組學(xué)研究中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。建立、應(yīng)用、發(fā)展并完善這些新的技術(shù)非常必要，近幾年這些技術(shù)有了新的發(fā)展，本文就近幾年來(lái)功能基因組學(xué)方法的一些進(jìn)展作簡(jiǎn)單介紹。1染色質(zhì)免疫共沉淀技術(shù)（染色質(zhì)免疫共沉淀技術(shù)（ChIP）及與芯片方法的結(jié)合）及與芯片方法的結(jié)合1.1

4、染色質(zhì)免疫共沉淀技術(shù)染色質(zhì)免疫沉淀技術(shù)（ChIP）是一種在體內(nèi)研究DNA與蛋白質(zhì)相互作用的方法。ChIP不僅可以檢測(cè)體內(nèi)反式因子與DNA的動(dòng)態(tài)作用，還可以用來(lái)研究組蛋白的各種共價(jià)修飾與基因表達(dá)的關(guān)系。近年來(lái)，這種技術(shù)得到不斷的發(fā)展和完善。ChIP與基因芯片相結(jié)合建立的ChIPchip方法已廣泛用于特定反式因子靶基因的高通量篩選；ChIP與體內(nèi)足跡法相結(jié)合，用于尋找反式因子的體內(nèi)結(jié)合位點(diǎn)；RNACHIP用于研究RNA在基因表達(dá)調(diào)控中的作用

5、。它與DNA芯片和分子克隆技術(shù)相結(jié)合，可用于高通量的篩選已知蛋白質(zhì)分析的未知DNA靶點(diǎn)和研究反式作用因子在整個(gè)基因組上的分布情況。染色質(zhì)免疫共沉淀芯片(ChromatinImmunoprecipitationchip簡(jiǎn)稱ChIPchip)，它的基本原理是在生研究人員得出了對(duì)與組蛋白的酶的修飾有關(guān)的染色體范圍的蛋白質(zhì)分布和后轉(zhuǎn)錄修飾對(duì)了解染色質(zhì)動(dòng)力學(xué)的重要性[11]。NgHH等人發(fā)現(xiàn)組蛋白H3的4賴氨酸轉(zhuǎn)甲基酶Set1p表現(xiàn)出優(yōu)先停留在P

6、olII轉(zhuǎn)錄的基因座上[12]。KurdistaniSK研究分析了Rpd3p的結(jié)合位點(diǎn)，檢驗(yàn)了Rpd3p的結(jié)合和它與蛋白質(zhì)Ume1p和Ume6p的關(guān)聯(lián)[13]。MoqtaderiZ等人采用ChIPchip方法闡述了酵母菌中RNA聚合酶Ⅲ的固有轉(zhuǎn)錄調(diào)控規(guī)則[14]。此外，該方法還用來(lái)研究染色體結(jié)構(gòu)組分的分布。Smith等人證明端粒蛋白p1pRif1p和Rif2p和端粒酶組分Est2p與端粒之間具有有細(xì)胞循環(huán)依賴模式[15]。這種模式似乎可

7、以調(diào)節(jié)端粒的長(zhǎng)度。此外，有人用ChIPchip方法研究了黏連蛋白在基因組中的廣泛分布[16]。同時(shí)，姐妹染色單體黏連蛋白的多亞基復(fù)合物也得到了描繪[17]。ChIPchip技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是，可以在體內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)；在給定的檢驗(yàn)細(xì)胞環(huán)境的模式下得到DNA相互關(guān)系的簡(jiǎn)單影像；使用特異性修正抗體鑒定與包含有一個(gè)特異性后轉(zhuǎn)錄修正的蛋白質(zhì)的相關(guān)位點(diǎn)；直接或者間接（通過(guò)蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)的相互作用）的鑒別基因組與蛋白質(zhì)的相關(guān)位點(diǎn)。缺點(diǎn)是：需要一個(gè)特異性蛋白質(zhì)抗

8、體，有時(shí)難于獲得；為了獲得高豐度的結(jié)合片段，必須實(shí)驗(yàn)演示胞內(nèi)條件下靶標(biāo)蛋白質(zhì)的表達(dá)情況；調(diào)控蛋白質(zhì)的基因的獲取可能需要限制在組織來(lái)源中[2]?？傊珻hIPchip技術(shù)的發(fā)展為析活細(xì)胞或組織中DNA與蛋白質(zhì)的相互關(guān)系提供了一個(gè)極為有力的工具。在未來(lái)的研究中，將對(duì)芯片的構(gòu)建進(jìn)行改進(jìn)，提高其實(shí)用性。使用易于獲得抗體，增加這種方法的可用性。2比較基因組雜交芯片比較基因組雜交芯片2.1比較基因組雜交芯片技術(shù)圖2arrayCGH流程圖Fig2Pr