MultiSTEP技术:分泌蛋白变体效应的多维度规模化解析新策略

【字体: 时间:2025年06月14日 来源:Nature Structural & Molecular Biology 12.5

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  为解决分泌蛋白变体功能检测的技术瓶颈,研究人员开发了MultiSTEP(多重表面锚定外泌蛋白技术),通过人细胞表面展示系统规模化评估凝血因子IX(FIX)8,528个错义变体对分泌和翻译后修饰(PTM)的影响。研究发现近半数变体影响分泌或PTM,其分泌评分与血友病B严重程度显著相关,成功重新分类63.1%临床意义未明变体,为分泌蛋白变体功能研究提供了通用性解决方案。

  

DNA测序技术虽飞速发展,但绝大多数遗传变体的功能影响仍不明确。尽管多重变体效应检测技术(MAVE)能规模化评估变体功能,却难以应用于占人类基因组10%的分泌蛋白编码基因。为此,研究者开发了创新性技术MultiSTEP(多重表面锚定外泌蛋白),通过将目标蛋白锚定于人类细胞表面,结合抗体组合检测策略,实现了对凝血因子IX(FIX)——一种与血友病B相关的丝氨酸蛋白酶——的规模化功能分析。

该研究系统检测了44,816个变体效应,涵盖436个同义变体和8,528个F9基因错义变体(占所有可能变体的97.4%)。令人瞩目的是,近半数错义变体显著影响蛋白分泌或翻译后修饰(PTM)。研究还揭示了信号肽区域对分泌的关键约束作用,以及几乎所有半胱氨酸残基增益/缺失变体均导致功能异常。分泌评分与血友病患者FIX水平高度相关,且分泌缺陷变体更易导致重症表型。通过整合分泌与PTM评分数据,成功对"My Life, Our Future"血友病基因分型项目中63.1%的临床意义未明变体(VUS)进行了重新分类。

更令人振奋的是,MultiSTEP技术展现出卓越的普适性,可拓展应用于其他分泌蛋白研究。这项技术突破不仅为血友病B的精准诊疗提供了新工具,更开创了分泌蛋白变体功能规模化、多维度(分泌能力/PTM状态)解析的新范式,为遗传病机制研究和临床变异解读树立了技术标杆。

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