美國(guó)芝加哥大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出質(zhì)量穩(wěn)定的重組抗體，能特異識(shí)別組蛋白H3的三甲基賴氨酸殘基，適合各種表觀遺傳學(xué)應(yīng)用。這一成果于近日發(fā)表在《Nature Methods》在線版上。

組蛋白的翻譯后修飾（PTM）在表觀遺傳調(diào)控中發(fā)揮重要作用。組蛋白PTM的抗體是表觀遺傳學(xué)研究（如染色質(zhì)免疫沉淀（ChIP）、免疫染色和免疫印跡）中的關(guān)鍵元素。然而，許多抗體不能特異識(shí)別預(yù)定目標(biāo)。此外，目前的組蛋白抗體以多克隆抗體居多，因此每一批抗體都是不同的產(chǎn)品，在使用前需要廣泛驗(yàn)證。

事實(shí)上，組蛋白的翻譯后修飾是極具挑戰(zhàn)性的抗體識(shí)別靶點(diǎn)，因?yàn)楦鱾€(gè)修飾之間的化學(xué)差異很小，特別是甲基化狀態(tài)之間，并且不同修飾位點(diǎn)周?chē)男蛄邢嗨贫雀摺６?，很難實(shí)現(xiàn)與靈活肽段的高親和力，如組蛋白的尾巴，因?yàn)榻Y(jié)合時(shí)會(huì)有熵?fù)p失。因此，難以產(chǎn)生高質(zhì)量的抗體并不出人意料。

為了解決這一“抗體瓶頸”，芝加哥大學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)系的研究人員開(kāi)始了他們的探索。他們首先發(fā)現(xiàn)了一個(gè)單鏈Fc克?。?SPAN lang=EN-US>scFv4-5），它能高度特異地與三甲基賴氨酸結(jié)合，但親和力和序列特異性低。為了改善結(jié)合功能，他們利用突變法鑒定出對(duì)識(shí)別三甲基賴氨酸很重要的位置。隨后利用突變數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)出定制的噬菌體展示庫(kù)，并根據(jù)結(jié)合情況排序。他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)克隆（309M3-A），與H3K9me3的解離常數(shù)為24 nM，與scFv4-5相比有80倍的改善，而且?guī)缀醪慌c其他肽段結(jié)合，展示出高親和力和高特異性。它的批間差異也很小。

除了H3K9me3的抗體，研究人員還開(kāi)發(fā)出H3K4me3的抗體。這個(gè)克隆被稱為304M3-A，與H3K4me3的解離常數(shù)為16 nM，且特異性高，批間差異小。

由于ChIP可以說(shuō)是組蛋白PTM抗體的最重要應(yīng)用，研究人員在ChIP實(shí)驗(yàn)中檢驗(yàn)了這些重組抗體。結(jié)果表明，利用309M3-A和304M3-A的實(shí)驗(yàn)分別富集了帶有H3K9me3和H3K4me3的特定位點(diǎn)。相比之下，陰性對(duì)照抗體未富集到任一位點(diǎn)，說(shuō)明了抗體結(jié)合的低背景。

作者認(rèn)為，重組抗體的可再生性質(zhì)讓研究人員不再需要評(píng)估每個(gè)抗體。重組抗體也能改造成不同的形式，適用于特定應(yīng)用。總之，組蛋白翻譯后修飾的重組抗體不僅大大加速并改善了表觀遺傳學(xué)研究，還有望實(shí)現(xiàn)新的研究。