2019年12月16日，生命中心魏文勝課題組在Genome Biology雜志在線發(fā)表題為“PASTMUS: mapping functional elements at single amino acid resolution in human cells”的研究論文。

       精準(zhǔn)繪制蛋白質(zhì)功能圖譜對(duì)于研究蛋白質(zhì)的作用機(jī)制十分重要。傳統(tǒng)方法通常需要構(gòu)建蛋白質(zhì)的截短突變，工作量巨大且效率低下。近年來(lái)一些高通量手段比如利用錯(cuò)義突變進(jìn)行文庫(kù)篩選、利用CRISPR-Cas系統(tǒng)產(chǎn)生覆瓦式（tiling）突變并結(jié)合sgRNA富集分析等被用于相關(guān)研究，但這些方法受限于覆蓋程度及位點(diǎn)精度，而且均不適用于隱性遺傳突變類型。

       魏文勝課題組開(kāi)發(fā)了名為PASTMUS（PArsing fragmented DNA Sequences from CRISPR Tiling MUtagenesis Screening）的新方法（圖1）。通過(guò)CRISPR-Cas介導(dǎo)的覆瓦式突變首先對(duì)目標(biāo)基因產(chǎn)生覆蓋度高、種類豐富的突變體文庫(kù)，結(jié)合功能性篩選和對(duì)目標(biāo)基因碎片化后深度測(cè)序，再利用全新的生物信息學(xué)分析方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多重過(guò)濾，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)蛋白質(zhì)功能相關(guān)位點(diǎn)的精確定位。該論文分別對(duì)三種毒素受體蛋白和三種抗癌藥物靶標(biāo)蛋白進(jìn)行了功能性掃描，實(shí)現(xiàn)了單氨基酸精度的蛋白功能圖譜繪制。除此以外，PASTMUS方法還可以廣泛應(yīng)用于非編碼RNA、啟動(dòng)子、增強(qiáng)子等調(diào)控性元件的研究，也可以演變?yōu)榈鞍走M(jìn)化的高效手段。

圖1. PASTMUS方法篩選及生物信息學(xué)分析流程圖

       魏文勝課題組博士生張心怡、岳頔、博士后劉瑩以及已經(jīng)畢業(yè)的王軼楠博士、周悅欣博士為該論文共同第一作者。該研究項(xiàng)目得到了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)、面上及青年項(xiàng)目、北京市科委生命科學(xué)前沿創(chuàng)新培育項(xiàng)目、北京未來(lái)基因診斷高精尖創(chuàng)新中心、生命中心以及傳染病防治國(guó)家科技重大專項(xiàng)的基金支持。

文章鏈接: https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-019-1897-7

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