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当前位置:首页> 机构用户解决方案 > 新冠病毒解决方案 > 新冠病毒与宿主相互作用分析 > 酵母杂交技术用于新冠病毒-宿主蛋白质互作研究
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新冠病毒来袭,蛋白质互作研究了解一下

 
新型冠状病毒仍在全球肆虐,而国内目前已经到了复产复工的阶段。这次的疫情让人们意识到,虽然人类的科技在近百年来飞速发展,但在大自然的面前人类依然十分渺小。对于科研学者来说,需要尽可能多地去了解这些大自然中的微小生物,这样将来面对类似危机的时候就可以更加快速地找出应对方法。
 
那么,蛋白质互作和病毒研究又有什么关系?
我们都知道这次新型冠状病毒其实就是由蛋白质和RNA构成的,冠状病毒自身不具备繁殖能力,需要依靠宿主才能完成病毒的复制。因此,搞清楚病毒-宿主蛋白质相互作用关系有助于解析病毒的入侵机制,这对于疫情退治、寻找特效药物是十分有效的!
下面我们主要介绍酵母双杂交技术。它是一种实验室常用的经典蛋白质互作研究方法。真核模式生物酵母的起始转录,是需要转录因子参与调控的。学者发现酵母的转录因子GAL4含有两个结构域,分别是DNA结合结构域(DNA-BD)和转录激活结构域(AD),这两个结构域分开时,仍分别具有功能但不能激活转录,只有二者非常接近时才能形成完整的转录因子GAL4从而激活转录。
基于这个发现,科研学者将一个已知蛋白质与DNA-BD结合结构域融合表达,并称之为诱饵蛋白质(bait),将另一种蛋白质与AD激活域融合表达,将它称之为猎物蛋白质(prey)。如果两个蛋白质之间有相互作用,就会形成完整的转录因子GAL4,从而激活效应基因表达。
 
如果我们选择蓝白斑筛选基因、抗生素抗性基因这类报告基因作为效应基因的话,就可以通过酵母菌是否变蓝、是否有抗生素抗性来判断蛋白质相互作用有没有发生。
 
 
原理和应用说完了,相信大家一定有一个疑惑,哪里有合适的载体来表达诱饵蛋白质和猎物蛋白质?哪里又有含有合适报告基因的酵母菌工程菌株呢?请往下看!
 
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有的小伙伴们又要问了,酵母双杂交技术是如何应用于病毒相关研究中呢?
举例来说,如果我们以病毒的某种蛋白质和DNA-BD结构域融合表达作为诱饵蛋白质,再从宿主细胞中提取RNA构建文库,通过酵母双杂交方法我们就可以筛选出究竟是哪个宿主蛋白质和病毒的蛋白质有相互作用,后续就能以此为依据解析病毒入侵的机制,甚至可以尝试加入药物来抑制蛋白质互作关系,从而找出对抗病毒入侵的特效药物。
 
接下来向大家介绍几篇酵母杂交技术应用于病毒蛋白质与宿主蛋白质互作研究的文献,先来看第一篇:
Chen Y , Cai H , Pan J , et al. Functional screen reveals SARS coronavirus nonstructural protein nsp14 as a novel cap N7 methyltransferase[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2009, 106(9):3484-3489.
这篇文章作者主要的研究目标是SARS冠状病毒 (SARS-CoV),作者采用酵母双杂交的方法,以SARS冠状病毒的spike (S) 蛋白质作为诱饵蛋白质,从HeLa细胞构建的cDNA文库进行互作蛋白质筛选,发现真核起始因子eIF3的一个亚基eIF3f可能与SARS-CoV spike (S) 蛋白质的N端区域具有相互作用。后续又通过免疫共沉淀及荧光免疫检测法进一步确认蛋白质互作。通过实验分析表明,冠状病毒S蛋白质和eIF3f之间的相互作用在控制宿主基因的表达方面起到抑制作用,揭示了SARS病毒发病的新机制。
 
针对人类有害的病毒值得重视,但对家畜有害的病毒同样不容小觑, 下面这篇文章和非洲猪瘟病毒相关,同样采用了酵母双杂交的方法进行研究:
Rivera J , Abrams C , Hernaez B , et al. The MyD116 African Swine Fever Virus Homologue Interacts with the Catalytic Subunit of Protein Phosphatase 1 and Activates Its Phosphatase Activity[J]. Journal of Virology, 2007, 81(6):2923-2929.
作者通过酵母双杂交的方法发现蛋白磷酸酶1 (PP1)与非洲猪瘟病毒的DP71L蛋白质具有特异性相互作用。通过检测感染了病毒的Vero细胞中PP1和PP2A的水平,研究了这种相互作用的功能和效应。
当然,酵母双杂技术不仅仅限于病毒-宿主蛋白质的互作研究,它同样可以用于病原微生物-宿主蛋白质互作、原生动物-宿主蛋白质互作:
沙眼衣原体相关:Hower S , Wolf K , Fields K A . Evidence that CT694 is a novel Chlamydia trachomatis T3S substrate capable of functioning during invasion or early cycle development[J]. Molecular Microbiology, 2009, 72(6):1423-1437.
弓形虫相关:Liu Q , Li F C , Elsheikha H M , et al. Identification of host proteins interacting with Toxoplasma gondii GRA15 (TgGRA15) by yeast two-hybrid system[J]. Parasites & Vectors, 2017, 10(1):1.
以上几篇文章的作者在使用酵母杂交方法进行研究时,都使用了Matchmaker® Gold酵母双杂交系统。通过这些文章我们可以看出酵母杂交技术有着广泛的应用,而Matchmaker® Gold系列产品更是您酵母双杂交研究的理想工具。
 
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