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Durante la decade passata, ha visto un forte progresso nelle tecnologie di sequenziamento, permettendo lo studio di una vasta gamma dei genomi in gran numero di campioni e con sorprendente risoluzione. Il Consorzio di Enciclopedia di DNA Elements (ENCODE), uno sforzo su larga scala di multi-istituzionale guidato dal National Human Genome Research Institute, del National Institutes of Health, ha fornito le comprensioni nei fattori di trascrizione come singoli e altre proteine regolatorie associare a e interagiscono con il genoma. Lo sforzo iniziale caratterizzato interazioni DNA-proteine specifiche, come valutato da immunoprecipitazione della cromatina (ChIP) per oltre 100 noti DNA-binding proteins1. Metodi alternativi come dnasi footprinting2 e formaldeide assistita isolamento di elementi regolatori (FAIRE)3 sono stati utilizzati anche per individuare specifiche regioni del genoma che interagiscono con le proteine, ma con la limitazione evidente che questi approcci sperimentali non identificano le proteine interagenti. Nonostante i notevoli sforzi negli ultimi anni, nessuna tecnologia è emerso che in modo efficiente permette la completa caratterizzazione delle interazioni proteina-DNA nella cromatina e l'identificazione e la quantificazione delle proteine della cromatina-associate.
Per soddisfare questa esigenza, abbiamo sviluppato un nuovo approccio che abbiamo definiti come Hybridization Capture of Chromatin-Associated proteine per proteomica (HyCCAPP). Inizialmente sviluppato in lievito4,5,6, l'approccio isola reticolato della cromatina le regioni di interesse (con proteine rilegate) mediante acquisizione di ibridazione di sequenza-specifico. Dopo l'isolamento dei complessi proteina-DNA, approcci come spettrometria di massa possono essere utilizzati per caratterizzare l'insieme delle proteine associato alla sequenza di interesse. Così, HyCCAPP può essere considerato come un approccio imparziale per scoprire romanzo interazioni della DNA-proteina, nel senso che esso non si basa su anticorpi e si è completamente agnostico circa le proteine che potrebbero essere presenti. Ci sono altri approcci in grado di scoprire romanzo d'interazione DNA proteine7, ma più si basano su metodi ChIP8,9,10, plasmide inserimenti11,12, 13,14, o regioni con alta copia numeri15. Al contrario, HyCCAPP può essere applicato alle regioni multi - e unico-copia, e non richiede alcuna informazione preventiva circa le proteine nella regione. In aggiunta, mentre alcuni dei metodi menzionati sopra è di pregio, in particolare evitando la necessità per reazioni di reticolazione della DNA-proteina, la caratteristica unica di HyCCAPP è che può essere applicato alle regioni di singola copia in non modificato cellule e senza alcuna conoscenza pregressa proteine leganti presunti, o anticorpi disponibili.
A questo punto, HyCCAPP principalmente è stato applicato all'analisi delle varie regioni genomiche in lievito4,5,6e recentemente è stato utilizzato per analizzare le interazioni proteina-DNA nel DNA di alfa-satellite, una regione di ripetizione nel genoma umano16. Come parte del nostro lavoro in corso, abbiamo adattato l'approccio di cattura di ibridazione inizialmente sviluppato per cromatina lievito essere applicabile per l'analisi delle cellule umane e qui presenti un protocollo modificato che permette la cattura selettiva di copia singola destinazione regioni del genoma umano con efficienze simili ai nostri studi iniziali in lievito. Ora, questo nuovo protocollo ottimizzato permette l'adattamento e l'utilizzo della tecnologia per interrogare le interazioni proteina-DNA in tutto il genoma umano, utilizzando la spettrometria di massa o altri approcci analitici.
È importante sottolineare che il metodo di HyCCAPP è destinato per l'analisi delle regioni di destinazione specifico e non è ancora adatto per le analisi del genoma. La tecnologia è particolarmente utile quando si tratta di regioni per le quali c'è scarse informazioni sulle proteine interagenti, o quando si desidera un'analisi più completa e approfondita delle proteine d'interazione in un locus specifico genoma. HyCCAPP è destinato a scoprire proteine che legano il DNA ma non caratterizzare accuratamente i siti di legame della proteina specifica in DNA genomic. Nell'implementazione corrente, la metodologia non fornisce informazioni circa il grippaggio del DNA sequenze o motivi per singole proteine. Pertanto, ben integra le tecnologie esistenti quali FAIRE e possono consentire l'identificazione delle proteine leganti in regioni genomiche identificato da una prima analisi FAIRE.