一种新方法可同时分析染色质相关蛋白及其相互作用

研究染色质相关蛋白的功能，需要确定它们在基因组中的分布以及相互作用蛋白。现有方法如染色质免疫沉淀（ChIP）和免疫共沉淀（CoIP）存在依赖特异性抗体、敏感性和特异性不足等问题。为此，研究人员基于TurboID开发了邻近标记亲和纯化质谱与测序技术（PLAMseq），可在同一流程中完成目标蛋白的基因组位点定位和相互作用蛋白质组鉴定，还能用于绘制蛋白质相互作用及泛素（类泛素）修饰蛋白。

首先，研究团队用CTCF和RNA聚合酶II这两种特性明确的蛋白验证了PLAMseq的有效性。CTCF-TurboID实验中，质谱分析鉴定到CTCF及其已知相互作用蛋白（如黏连蛋白复合体），基因组分析显示29946个显著峰中有74%与已知CTCF结合位点重合，且峰宽更窄，定位更精确。RNA聚合酶II（POLR2I亚基）实验中，质谱鉴定到多个聚合酶亚基及相关复合体（如PAF1、NELF），基因组分析显示其信号主要富集在活跃转录基因的启动子区域，信噪比优于现有ChIP-seq数据，96.85%的峰位于转录起始位点上游500 bp内。

利用TurboID的双分子互补特性（拆分TurboID），研究人员将PLAMseq与SUMO-ID结合，研究组蛋白H1的SUMO化。在HeLa细胞中，发现H1.2和H1.4是主要的SUMO化亚型。蛋白质组分析显示，SETDB1（H3K9me3甲基转移酶）优先与SUMO化的H1.2和H1.4结合。基因组分析表明，这些SUMO化H1在H3K9me3标记的染色质状态（如组成型异染色质）中富集，并共定位于基因组重复区域（如核仁组织区、着丝粒周围区域）。

PLAMseq的优势在于无需抗体，可同时获取蛋白质组和基因组数据，适合研究缺乏优质抗体的蛋白，还能检测瞬时相互作用。但也存在局限性，如需对目标蛋白进行TurboID标记（可能影响功能），无法直接研究磷酸化、甲基化等化学修饰型翻译后修饰。