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新冠病毒来袭，蛋白质互作研究了解一下

——酵母双杂交技术它不香吗？

2019年末，一场突然袭来的疾病席卷神州大地，一时之间人心惶惶。

疫情之下，医护人员逆行而上、社会各界人士紧急支援，一场人类与新型冠状病毒的战役就此打响了。每个人都在以自己的方式为这场“战疫”做着贡献，终于在全国人民的一致努力下，疫情逐渐好转，相信不久后大家又可以乐呵呵的出门吃火锅了！


然而，在这场疫情结束后，我们更需要的是进行深刻的反思：一方面是收起口腹之欲，重拾对大自然的敬畏之心，另一方面对于科研学者来说，需要尽可能多的去了解这些大自然中的微小生物，我们对这些未知了解的越多，将来面对类似危机的时候就可以更加快速的找出应对方法。在此，我们回归主题：

新冠病毒来袭，蛋白质互作研究了解一下

可能有的同学要问了，什么是蛋白质互作研究？研究病毒跟它有什么关系？嘿嘿，这里稍微科普一下，蛋白质作为生命物质的基础，它往往不是在单独发挥作用，在更多的情况下是与其它的蛋白质发生互作从而完成生物的生理功能。我们都知道这次新型冠状病毒其实就是由蛋白质和RNA构成的，冠状病毒自身不具备繁殖能力，需要依靠宿主才能完成病毒的复制。因此，搞清楚病毒-宿主蛋白质相互作用关系有助于解析病毒的入侵机制，这对于疫情退治、寻找特效药物是十分有效的！

今天我们主要介绍酵母双杂交技术，它是一种实验室常用的经典蛋白质互作研究方法。真核模式生物酵母的起始转录，是需要转录因子参与调控的。学者发现酵母的转录因子GAL4含有两个结构域，分别是DNA结合结构域（DNA-BD）和转录激活结构域（AD），这两个结构域分开时，仍分别具有功能但不能激活转录，只有二者非常接近时才能形成完整的转录因子GAL4从而激活转录。
基于这个发现，科研学者将一个已知蛋白质与DNA-BD结合结构域融合表达，并称之为诱饵蛋白质（bait），将另一种蛋白质与AD激活域融合表达，将它称之为猎物蛋白质（prey）。如果两个蛋白质之间有相互作用，就会形成完整的转录因子GAL4，从而激活效应基因表达。

如果我们选择蓝白斑筛选基因、抗生素抗性基因这类报告基因作为效应基因的话，就可以通过酵母菌是否变蓝、是否有抗生素抗性来判断蛋白质相互作用有没有发生。


原理和应用说完了，相信大家一定有一个疑惑，哪里有合适的载体来表达诱饵蛋白质和猎物蛋白质？哪里又有含有合适报告基因的酵母菌工程菌株呢？请往下看！

Matchmaker® Gold Yeast Two-Hybrid System
选择Takara公司的Matchmaker® Gold酵母双杂交系统，该系统含有全部的酵母双杂交实验所用到的工程菌株和质粒，并且系统使用了4种报告基因共同作用，有效降低了酵母双杂交方法假阳性发生的概率。整套试剂除了必要用到的菌株和质粒外，还附带了一套酵母转化试剂盒，助您轻松完成酵母菌转化实验，只要购买Matchmaker® Gold Yeast Two-Hybrid System，就可以尝试去寻找与您感兴趣的蛋白质具有相互作用的蛋白质啦。

Matchmaker® Gold酵母双杂系统

有的小伙伴们又要问了，酵母双杂交技术是如何应用于病毒相关研究中呢？
举例来说，如果我们以病毒的某种蛋白质和DNA-BD结构域融合表达作为诱饵蛋白质，再从宿主细胞中提取RNA构建文库，通过酵母双杂交方法我们就可以筛选出究竟是哪个宿主蛋白质和病毒的蛋白质有相互作用，后续就能以此为依据解析病毒入侵的机制，甚至可以尝试加入药物来抑制蛋白质互作关系，从而找出对抗病毒入侵的特效药物。

接下来向大家介绍几篇酵母杂交技术应用于病毒蛋白质与宿主蛋白质互作研究的文献，先来看第一篇：
Chen Y , Cai H , Pan J , et al. Functional screen reveals SARS coronavirus nonstructural protein nsp14 as a novel cap N7 methyltransferase[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2009, 106(9):3484-3489.

这篇文章作者主要的研究目标是SARS冠状病毒(SARS-CoV)，作者采用酵母双杂交的方法，以SARS冠状病毒的spike (S)蛋白质作为诱饵蛋白质，从HeLa细胞构建的cDNA文库进行互作蛋白质筛选，发现真核起始因子eIF3的一个亚基eIF3f可能与SARS-CoV spike (S)蛋白质的N端区域具有相互作用。后续又通过免疫共沉淀及荧光免疫检测法进一步确认蛋白质互作。通过实验分析表明，冠状病毒S蛋白质和eIF3f之间的相互作用在控制宿主基因的表达方面起到抑制作用，揭示了SARS病毒发病的新机制。

针对人类有害的病毒值得重视，但对家畜有害的病毒同样不容小觑, 下面这篇文章和非洲猪瘟病毒相关，同样采用了酵母双杂交的方法进行研究：

Rivera J , Abrams C , Hernaez B , et al. The MyD116 African Swine Fever Virus Homologue Interacts with the Catalytic Subunit of Protein Phosphatase 1 and Activates Its Phosphatase Activity[J]. Journal of Virology, 2007, 81(6):2923-2929.
作者通过酵母双杂交的方法发现蛋白磷酸酶1 (PP1)与非洲猪瘟病毒的DP71L蛋白质具有特异性相互作用。通过检测感染了病毒的Vero细胞中PP1和PP2A的水平，研究了这种相互作用的功能和效应。

当然，酵母双杂技术不仅仅限于病毒-宿主蛋白质的互作研究，它同样可以用于病原微生物-宿主蛋白质互作、原生动物-宿主蛋白质互作：

沙眼衣原体相关：Hower S , Wolf K , Fields K A . Evidence that CT694 is a novel Chlamydia trachomatis T3S substrate capable of functioning during invasion or early cycle development[J]. Molecular Microbiology, 2009, 72(6):1423-1437.

弓形虫相关：Liu Q , Li F C , Elsheikha H M , et al. Identification of host proteins interacting with Toxoplasma gondii GRA15 (TgGRA15) by yeast two-hybrid system[J]. Parasites & Vectors, 2017, 10(1):1.

以上几篇文章的作者在使用酵母杂交方法进行研究时，都使用了Matchmaker® Gold酵母双杂交系统。通过这些文章我们可以看出酵母杂交技术有着广泛的应用，而Matchmaker® Gold系列产品更是您酵母双杂交研究的理想工具。

最后，看了这么多篇文献，之前受疫情影响一直宅在家“清闲待机”的您是不是觉得灵感突现，跃跃欲试了呢？悄悄告诉您，在春季促销期购买酵母双杂系统享有8折优惠，购买指定的酵母杂交培养基在8折优惠基础上更有好礼相送！

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