ChIP-mini技术推进病原菌DNA-蛋白质相互作用分析

为了了解细菌的致病性表达机制和生物基础技术的进步，鉴定和分析蛋白质-DNA结合位点至关重要。UNIST和韩国大学的研究人员开发了一种称为ChIP-mini的新方法，该方法可以使用比以前少得多的样本精确鉴定这些结合位点

该研究发表在《核酸研究》杂志上

来自UNIST能源与化学工程学院的Donghyuk Kim教授和韩国大学生命科学系的Eun Jin Lee博士合作开发了一种优化的ChIP-mini方法——一种低输入的ChIP-exo，使用的细菌细胞比传统方法少5000倍——能够精确鉴定宿主感染病原体中DNA结合蛋白的结合位点

这种基于染色质免疫沉淀（ChIP）的创新方法——一种用于分离与蛋白质结合的DNA片段的技术——允许进行高分辨率分析，通过检测多达480万个细胞实现碱基对水平的精度（约0.34纳米）

因此，ChIP-mini可以准确地识别单个结合位点，即使多个蛋白质紧密结合，这与最近的传统ChIP-exo实验形成鲜明对比，后者需要100亿到1000亿个细胞才能达到类似的精度

研究小组通过分离微量沙门氏菌（一种已知的传染源）并定量分析两种关键蛋白质H-NS和RpoD的DNA结合位置和强度的变化，验证了ChIP-mini的有效性

沙门氏菌最初通过将H-NS与宿主巨噬细胞外的DNA强烈结合来抑制致病基因表达，但在进入宿主细胞后，会减少H-NS结合并通过RpoD（RNA聚合酶σ因子70）激活致病基因，从而避免被免疫系统检测到

之前的ChIP实验因感染部位沙门氏菌丰度低而难以应对宿主细胞内沙门氏菌数量不足的问题。为了应对这一挑战，研究团队采用了DiffExo，这是一种为定量分析而开发的统计程序

此外，使用ChIP-mini进行单独分析的成本约为20000韩元，与早期方法相比减少了12倍

UNIST的共同第一作者Jon Young Park博士表示：“如果与下一代测序（NGS）自动化平台集成，这项技术可以促进快速、经济高效地生成生物基础应用所必需的广泛数据集。

”我们正在积极进行研究，以确保与NGS自动化设备的兼容性。“

生物基础技术涉及通过工程微生物生产高价值蛋白质，类似于半导体制造工艺，并且需要大量的数据集来进行有效的微生物基因编辑和优化电路设计。

金教授指出，“这项研究是生物基础领域的基础技术，特别是在识别感染性微生物的基因表达网络和发现新的生物部分方面。p