行业动态首页 > 新闻动态 > 行业动态

重磅!上海交大团队成功构建全球第一款全覆盖登革病毒蛋白质芯片
时间:2016-12-20 09:38:01

按:蛋白质芯片作为一种高通量的高效生物学研究工具,已在基础和临床相关研究方面发挥了重要作用。要想获得蛋白质芯片的“超能力”,首先得有蛋白质芯片在手。这里面一个核心的问题是如何制备蛋白质芯片。常规的思路是针对目标物种,如结核分枝杆菌,获得基因组、PCR扩增、克隆、表达和纯化。在有标准基因组的前提下,采用常规策略,仍然需要耗费巨大的人力和物力,以及相当的时间后方能最后成功。对于基因组不易获得的物种,如危险性较高的RNA病毒,常规的蛋白质芯片构建技术只能望洋兴叹,如果再考虑到RNA病毒基因组的高度变异性,常规技术则基本没有可能。针对这一问题,为了把蛋白质芯片的“超能力”带入RNA病毒的研究中,同时解决常规蛋白质芯片构建过程中费时费力的难题,我们发展了一套基于一致性序列生成、密码子优化、全基因合成加高通量蛋白质纯化的快速蛋白质芯片构建策略,可在一个月内实现蛋白质芯片的从头构我们以在我国经常爆发的登革热为例,针对导致登革热的病原体登革病毒采用新策略构建了全球第一款全覆盖登革病毒蛋白质芯片。——蛋白质芯片专家上海交大陶生策教授

 

《西游记》中,三打白骨精的场景相信大家都不陌生:白骨精变幻为村姑、妇人、白发老人,来迷惑不辩人妖的唐僧,但都被孙悟空的火眼金睛一一识破。

同样,在生物领域中,有一类重要的病毒——RNA病毒,与白骨精一样,通过不断变化自己的表型,来迷惑宿主,降低宿主对其抵抗能力。那么,该如何练就“火眼金睛”呢?

近日,来自上海交通大学系统生物医学研究院陶生策研究团队与广东CDC病原微生物研究所的吴德团队合作,发展了一种快速构建蛋白质芯片的策略----PAGES,为研究RNA病毒提供系统解决工具。该研究成果于20161213日在国际蛋白质组学领域排名第一的专业期刊Molecular & Cellular Proteomics (MCP)上在线发表。  

 

1. PAGES策略流程图


1所示,PAGES主要整合了共有序列、密码子优化、全基因合成等技术。

据世界卫生组织的估计,全世界 40%以上人口,面临罹患登革热的危险。2014 年,中国广东爆发了最严重的登革疫情,截至 12 15 日零时,广东省累计报告登革热病例 45171 例;2015 年,登革病毒继续在巴西感染160 余万人在中国台湾感染 4 万余人。

登革热由登革病毒(Dengue virus)导致,主要由蚊子为媒介进行传播。登革病毒是单股正链 RNA 病毒,基因组序列高度可变。基因组大小约为 11kb,编码三个结构蛋白质(CprME)和八个非结构蛋白质(NS1NS2ANS2BNS3NS4A2KNS4BNS5)。根据表面抗原表位的差异,登革病毒可以分为 I 型登革病毒、II 型登革病毒、III型登革病毒和 IV 型登革病毒。目前,控制或预防登革病毒传播的唯一方法是与其蚊媒作斗争。  

该研究中以登革病毒为对象,采用PAGES策略,快速构建了全覆盖的登革病毒蛋白质组芯片,如图2所示。通过筛选血清标识物,ELISA验证等,发现蛋白质I-EIII-E能够区分部分患者。蛋白质I-EIII-E发挥其临床检测价值以及鉴定血清型特异的血清标识物,需要更多的血清样本。  

  

2. 登革病毒蛋白质组芯片的蛋白排布图(A)和质控图(B)


此外,使用所构建的登革病毒蛋白质组芯片还筛选了II型、III型登革病毒感染患者,恙虫感染患者,乙脑病毒感染患者和出血热患者血清中针对不同登革病毒抗原的抗体含量。最后,还调查了I型登革病毒感染患者血清中抗体随时间的变化规律。

该研究所构建的蛋白质芯片将有力地促进登革病毒相关研究,基于血清分析所发现的标识物将为新型诊断技术的发展提供指引。基于共有序列的策略,使得构建的登革病毒蛋白质组芯片,在一定程度上能够耐受登革病毒的突变,练就发现登革病毒的“火眼金睛”。  

 

3. PAGES与传统蛋白质芯片构建的对比

 

 在太上老君的八卦炉中,经过七七四十九天,孙悟空练就了火眼金睛。然而,如3所示,练就针对登革病毒的“火眼金睛”只需要1个月。快速、高效、通用且无需接触传染源等,是PAGES策略的主要特点。

该研究中所涉及的血清由广东省疾病预防控制中心提供。

 

原文信息:Huan Qi, Huiqiong Zhou, Daniel MarkCzajkowsky, Shujuan Guo, Yang Li, Nan Wang, Yi Shi, Lifeng Lin, Jingfang Wang,De Wu, and Sheng-Ce Tao,Rapid production of virus protein microarray usingProtein microArray fabrication through GEne Synthesis (PAGES) Mol CellProteomics, 2016. doi:10.1074/mcp.M116.064873

全文链接:http://www.mcponline.org/content/early/2016/12/13/mcp.M116.064873.full.pdf+html

电话:17727140658 邮箱:shichang@tbhealthcare.com 地址:总部:广州市黄埔区科丰路31号G1栋
分部:广东省佛山新城岭南大道南2号
广州博翀生物科技有限公司 版权所有 粤ICP备19137094号 您是第 28616 位访客
服务在线 服务在线
服务在线 服务在线