作为基因组DNA的直接产物,RNA对生命活动有着至关重要的意义,是生命活动的又一执行者:1、参与蛋白质的合成;2、参与转录后修饰和DNA修复;3、参与基因表达调控等。对于一种特定的RNA(如,lncRNA,mRNA,circRNA,microRNA,tRF&tiRNAs等),往往具有与之对应的相互作用蛋白共同执行特定的生理功能,以lncRNA为例,近年来,lncRNAs在基因表达调控方面的重要功能越来越被人们所关注,但它们的具体功能还有待阐明。LncRNA可能通过4种作用机制参与基因调控:Decoy,作为诱饵分子,替代蛋白与DNA的相互作用;Scaffold,作为骨架分子,为蛋白复合体提供空间支撑作用;Guide,作为引导分子,介导蛋白-蛋白、蛋白DNA/RNA相互识别;Enhancer,作为增强子类似组件,促进基因表达[1] 。运用RNA亲和纯化技术(eg. ChIRP-MS,RAP-MS[2]),构建特定RNA相互作用蛋白谱,对阐明RNA的生理病理机制至关重要。
图1. lncRNA作用机制模型。
根据目标RNA的尺寸大小,可采用两种相似的技术策略:
长链RNA:例如,lncRNA、circRNA、mRNA等常采用RNA Antisense Purification – Mass Spectrometry策略。生物样品在非变性条件下裂解和UV交联,或者不裂解直接在原位进行UV交联,随后用biotin标记的RNA anti-sense进行杂交(Control组采用非特异anti-sense或预先用RNase处理)。
短链RNA:例如,micoRNA、tRF&tiRNA等通常采用RNA Affinity Purification – Mass Spectrometry策略。体外合成biotin标记的目标RNA(Control组采用scramble RNA),加入到非变性裂解的生物样品中,孵育替换内源的RNA。
随后,通过固定化avidin对biotin进行pull-down,得到的RBP经LC-MS/MS鉴定和定量分析,与目标RNA特异性相互作用的蛋白(A, B, C, D)在两组间具有显著差异,非特异相互作用蛋白(X)在两组间比例接近1:1。据此构建目标RNA的相互作用蛋白谱。
图2.RAP-MS技术原理和实验流程。
图3. RIP部分实验结果