【Nat Chem | 上海药物所发展时空可分辨全局性解析蛋白质-DNA相互作用新方法】
蛋白质与DNA的相互作用在生物学过程中发挥着关键作用。精确解析蛋白质-DNA相互作用能够揭示二者相互识别机制和动态变化，对于深入理解生理和病理条件下基因的调控机制至关重要。虽然已有的研究方法在表征高亲和力的DNA-蛋白质（尤其是转录因子）的识别和作用机制方面取得了很大的进展，但是对于生物体系中低丰度的蛋白质，以及动态、微弱的蛋白质-DNA复合物的分析仍极具挑战。
为了实现时空动态的蛋白质-DNA相互作用全景解析，中国科学院上海药物研究所陈小华课题组和谭敏佳课题组合作，在前期开发的光诱导PANAC光点击化学的基础上（Nat. Commun. 2020, 11, 5472；Chem 2019, 5, 2955-2968），发展了一种具有赖氨酸选择性的蛋白质-DNA交联方法（Light-Induced Lysine (K) Enabled Crosslinking, 简称LIKE-XL），并结合团队在深度定量蛋白质组学分析方面的丰富经验和技术优势，实现了对蛋白质-DNA动态互作、包括弱相互作用的转录因子-DNA的时空动态性深度解析（图1）。
2023年4月27日，相关研究成果以“Spatiotemporal and global profiling of DNA–protein interactions enables discovery of low-affinity transcription factors”为题发表于Nature Chemistry。
研究人员首先设计合成了含光交联基团的DNA探针，该探针能够在低浓度（微摩尔浓度）、短时间（5-10分钟）高效交联相互作用的蛋白质。结合基于质谱的定量蛋白质组学技术，LIKE-XL全局性解析方法在鉴定相互作用蛋白质数目上远超基于非共价作用的技术；比非特异性的交联方法显示更优的效率和更高的灵敏度。LIKE-XL策略不仅成功地鉴定到了预期低亲和力的转录因子-DNA相互作用，还发现了目标DNA序列上新型转录因子及结合位点。进一步，通过整合交联位点、结构生物学信息和分子对接，该研究发现了弱结合能力的转录因子与DNA结合的新作用模式。借助LIKE-XL技术，合作团队全局性揭示了表观遗传药物（如去乙酰化酶抑制剂SAHA）时间分辨的下游转录因子互作网络动态全景。
该项研究为全局性深度解析蛋白质-DNA的时空动态互作提供了一种新方法，以目标DNA序列为探针的互作蛋白质结合活性分析策略，有望用于解析目标DNA序列中不同的碱基修饰与蛋白质相互作用的研究，为DNA及表观遗传相关研究提供化学生物学新工具。
上海药物所陈小华研究员、谭敏佳研究员为本论文的通讯作者；上海药物所博士后郭安娣、博士研究生闫克念、副研究员胡昊为本论文的共同第一作者。该工作得到国家自然科学基金委“生物大分子动态修饰与化学干预”重大研究计划、基金委“抗肿瘤新药敏感群体和耐药机制研究” 创新研究群体、科技部重点研发计划、上海市科委优秀科学带头人等项目的支持。此项工作获得上海交大医学院张健教授，上海药物所赵东昕研究员、陆晓杰研究员、许叶春研究员，江南大学徐勇将教授，复旦大学上海医学院刘贇教授的大力帮助和支持。
全文链接：https://t.cn/A6Ns0Ru4
蛋白质与DNA的相互作用在生物学过程中发挥着关键作用。精确解析蛋白质-DNA相互作用能够揭示二者相互识别机制和动态变化，对于深入理解生理和病理条件下基因的调控机制至关重要。虽然已有的研究方法在表征高亲和力的DNA-蛋白质（尤其是转录因子）的识别和作用机制方面取得了很大的进展，但是对于生物体系中低丰度的蛋白质，以及动态、微弱的蛋白质-DNA复合物的分析仍极具挑战。
为了实现时空动态的蛋白质-DNA相互作用全景解析，中国科学院上海药物研究所陈小华课题组和谭敏佳课题组合作，在前期开发的光诱导PANAC光点击化学的基础上（Nat. Commun. 2020, 11, 5472；Chem 2019, 5, 2955-2968），发展了一种具有赖氨酸选择性的蛋白质-DNA交联方法（Light-Induced Lysine (K) Enabled Crosslinking, 简称LIKE-XL），并结合团队在深度定量蛋白质组学分析方面的丰富经验和技术优势，实现了对蛋白质-DNA动态互作、包括弱相互作用的转录因子-DNA的时空动态性深度解析（图1）。
2023年4月27日，相关研究成果以“Spatiotemporal and global profiling of DNA–protein interactions enables discovery of low-affinity transcription factors”为题发表于Nature Chemistry。
研究人员首先设计合成了含光交联基团的DNA探针，该探针能够在低浓度（微摩尔浓度）、短时间（5-10分钟）高效交联相互作用的蛋白质。结合基于质谱的定量蛋白质组学技术，LIKE-XL全局性解析方法在鉴定相互作用蛋白质数目上远超基于非共价作用的技术；比非特异性的交联方法显示更优的效率和更高的灵敏度。LIKE-XL策略不仅成功地鉴定到了预期低亲和力的转录因子-DNA相互作用，还发现了目标DNA序列上新型转录因子及结合位点。进一步，通过整合交联位点、结构生物学信息和分子对接，该研究发现了弱结合能力的转录因子与DNA结合的新作用模式。借助LIKE-XL技术，合作团队全局性揭示了表观遗传药物（如去乙酰化酶抑制剂SAHA）时间分辨的下游转录因子互作网络动态全景。
该项研究为全局性深度解析蛋白质-DNA的时空动态互作提供了一种新方法，以目标DNA序列为探针的互作蛋白质结合活性分析策略，有望用于解析目标DNA序列中不同的碱基修饰与蛋白质相互作用的研究，为DNA及表观遗传相关研究提供化学生物学新工具。
上海药物所陈小华研究员、谭敏佳研究员为本论文的通讯作者；上海药物所博士后郭安娣、博士研究生闫克念、副研究员胡昊为本论文的共同第一作者。该工作得到国家自然科学基金委“生物大分子动态修饰与化学干预”重大研究计划、基金委“抗肿瘤新药敏感群体和耐药机制研究” 创新研究群体、科技部重点研发计划、上海市科委优秀科学带头人等项目的支持。此项工作获得上海交大医学院张健教授，上海药物所赵东昕研究员、陆晓杰研究员、许叶春研究员，江南大学徐勇将教授，复旦大学上海医学院刘贇教授的大力帮助和支持。
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#山大资讯#
【王旭教授团队建立超分子增韧新方法并研制超强韧弹性材料】
近日，化学与化工学院国家胶体材料工程技术研究中心王旭教授团队在超分子增韧机制研究及超韧高分子弹性体研制方面取得重要进展。超分子作用促进了高韧性弹性材料的发展，然而驱动超分子增韧的根本原因未被深入探索，针对高韧性材料的合理设计仍十分困难。王旭教授团队建立了一种简单有效的方法，通过错配超分子作用来增韧热塑性弹性体，从而研制出超强韧的弹性材料。相关研究成果以“Development of Tough Thermoplastic Elastomers by Leveraging Rigid–Flexible Supramolecular Segment Interplays”为题，发表在化学领域国际权威期刊Angew. Chem. Int. Ed.（IF = 16.823）上。文章通讯作者为王旭教授，第一作者为博士生王璐平，山东大学为唯一通讯作者单位。
该工作设计了一种利用刚性和柔性超分子片段协同增韧热塑性弹性体的方法，有效避免了过度的超分子聚集，从而研制出世界上韧性最高的弹性材料SPUU-DA，其韧性（1.2 GJ m−3）是最韧天然材料（达尔文蜘蛛丝，354 MJ m−3）的3.4倍，是现有最韧合成弹性体（一种基于氢键的导电弹性体，615 MJ m−3）的2.0倍，引领材料的韧性进入了GJ m-3时代。通过SAXS、XRD、DSC以及理论模拟等手段，辅以耗散能表征，证实了SPUU-DA弹性体的高韧性源于分子结构内的错配超分子作用。SPUU-DA弹性体还具有非凡的断裂真应力（2.3 GPa），高拉伸性（~2900%应变），超强的抗损伤能力和损伤容限，良好的弹性，优异的愈合能力，多次回收性，抗冲击性和良好的缓冲能力。
【王旭教授团队建立超分子增韧新方法并研制超强韧弹性材料】
近日，化学与化工学院国家胶体材料工程技术研究中心王旭教授团队在超分子增韧机制研究及超韧高分子弹性体研制方面取得重要进展。超分子作用促进了高韧性弹性材料的发展，然而驱动超分子增韧的根本原因未被深入探索，针对高韧性材料的合理设计仍十分困难。王旭教授团队建立了一种简单有效的方法，通过错配超分子作用来增韧热塑性弹性体，从而研制出超强韧的弹性材料。相关研究成果以“Development of Tough Thermoplastic Elastomers by Leveraging Rigid–Flexible Supramolecular Segment Interplays”为题，发表在化学领域国际权威期刊Angew. Chem. Int. Ed.（IF = 16.823）上。文章通讯作者为王旭教授，第一作者为博士生王璐平，山东大学为唯一通讯作者单位。
该工作设计了一种利用刚性和柔性超分子片段协同增韧热塑性弹性体的方法，有效避免了过度的超分子聚集，从而研制出世界上韧性最高的弹性材料SPUU-DA，其韧性（1.2 GJ m−3）是最韧天然材料（达尔文蜘蛛丝，354 MJ m−3）的3.4倍，是现有最韧合成弹性体（一种基于氢键的导电弹性体，615 MJ m−3）的2.0倍，引领材料的韧性进入了GJ m-3时代。通过SAXS、XRD、DSC以及理论模拟等手段，辅以耗散能表征，证实了SPUU-DA弹性体的高韧性源于分子结构内的错配超分子作用。SPUU-DA弹性体还具有非凡的断裂真应力（2.3 GPa），高拉伸性（~2900%应变），超强的抗损伤能力和损伤容限，良好的弹性，优异的愈合能力，多次回收性，抗冲击性和良好的缓冲能力。
【Chem Engin J：科学家利用贻贝粘附蛋白来开发治疗关节炎的干细胞粘附剂 】软骨是能通过提供减震来保护骨骼的组织，其能促进关节的平滑运动，由于其有限的内在愈合能力，干细胞移植就是一种能解决软骨炎症和损伤，并促进软骨再生的一种非常有希望的治疗性策略，然而，这种技术的一个主要限制就是所移植的干细胞会迅速动光滑的软骨表面和软骨周围的流体环境中消失，从而导致患者的治疗效果不佳。近日，一篇发表在国际杂志Chemical Engineering Journal上题为“Adipose stem cell transplantation using adhesive protein-based viscous immiscible liquid for cartilage reconstruction”的研究报告中，来自韩国东国大学等机构的科学家们通过研究开发了一种有望治疗软骨损伤的新型疗法策略，其主要涉及使用一种粘稠不溶于水的液体，能通过源自贻贝和透明质酸的粘附蛋白来促进干细胞移植到受影响的组织中。https://t.cn/A6NFuVWK
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