图 “关联解析”染色质动态修饰机制与功能的“单位点-多组学”技术-SiTomics
在国家自然科学基金项目（批准号：91753000、22137001、21937001、32170569、31871309）资助下，北京大学陈鹏与季雄教授团队在活细胞水平的染色质动态修饰研究领域取得新进展，相关成果以“活细胞水平染色质酰化标记定义的蛋白质组与基因组‘信息关联’（Linking chromatin acylation mark-defined proteome and genome in living cells）”为题，于2023年3月2日在《细胞》（Cell）上发表。论文链接https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867423001095。
传统生物学方法往往需要借助抗体的特异识别来原位研究蛋白质翻译后修饰这一过程，而化学生物学技术能够进行活体环境下的高选择性和时空特异研究，具有独特的优势。陈鹏和季雄教授团队借助遗传密码子拓展策略，发展了一种具有单氨基酸位点分辨率的多组学技术Single-site-resolved multi-omics（SiTomics，图）。该技术通过将一系列带有赖氨酸酰化修饰的“光交联”非天然氨基酸以位点特异的方式引入活细胞内的组蛋白中，原位模拟内源修饰在基因组上的分布，并结合蛋白质光交联和组学鉴定技术、基因组测序技术等，开展了位点特异的化学修饰介导的染色质相互作用蛋白质组与基因组“关联鉴定”。利用上述技术，团队首先发现H3K56位点在短链脂肪酸代谢物的刺激下会发生显著的酰化修饰，进而获得H3K56酰化修饰介导的相互作用蛋白质组和基因组，并建立了二者之间的直接关联。研究团队还揭示了超级增强子在细胞“代谢-修饰-基因转录”调控轴中发挥的重要作用。
该研究开发的SiTomics技术为“关联解析”染色质动态修饰的机制与功能、系统建立和解码表观遗传“关联信息”提供了多组学研究平台。