关于这个问题目前有一个比较新的解决办法,Cell在去年11月16号发表的一篇文章中进行了详细介绍:
原理其实很简单:就是通过TRIM-Away系统对目的蛋白进行泛素化-蛋白酶体降解。
这里的TRIM-21是一个在多个物种里面高度保守的E3泛素连接酶,在这个系统里面结合目的蛋白的特异性抗体,就可以给目的蛋白加上泛素这个小分子,从而把目的蛋白送到蛋白酶体进行降解。
所以,这个方法的实现分为三步:
1)要有足够的TRIM-21酶。可以是细胞本身表达的(内源的),也可以把细胞进行修饰(比如先把TRIM-21进行过表达),还可以直接把TRIM-21这个纯化好的蛋白通过电穿孔的方式直接导入细胞。
2)特异性识别靶蛋白的抗体。一般的抗体可以识别细胞质内的靶蛋白,而细胞核以及染色质内的靶蛋白则可以用纳米抗体这种比较小,从而入核容易的纳米抗体(nanobody)。
3)TRIM-21联合抗体对靶蛋白通过蛋白酶体进行降解,这是细胞内自发的过程。
可见RNAi介导的mRNA产生减少所导致的蛋白降低是间接作用的结果,而TRIM-Away方法则是直接介导目的蛋白的降解。
这个方法的优点体现在以下几点:
1. 蛋白的降解速度很快,半数蛋白降解时间只需要几十分钟。
2. 各个细胞位置的蛋白都可以降解,不管蛋白是位于胞质还是核内。
3. 特异性好(这个系统还可以区分不同的蛋白变异体)。
4. 可降解长寿命的蛋白。
5. 适用于各个细胞系,且可以用来研究信号通路的激活或抑制。
另外,长寿命蛋白的存活周期很长,有的甚至可达几个月甚至几十年,这些蛋白对于分裂不够活跃的原代细胞以及细胞的生存是非常重要的,因此其表达并非特别活跃,因此要研究这些蛋白的功能就很难。
现在在DNA水平有了CRISPR,在RNA水平有了RNAi,在蛋白水平也有了TRIM-Away,说不定不久以后我们在研究编码基因功能时TRIM-Away系统就发展成为一个比较权威的蛋白质沉默方法了。
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部分内容来源于小张聊科研修炼手册
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