Технология ChIP-mini: прорыв в анализе взаимодействий ДНК-белок у патогенных бактерий

Исследователи из UNIST и Корейского университета разработали новый метод ChIP-mini — низковходной вариант ChIP-exo, который использует в 5000 раз меньше бактериальных клеток, чем традиционные подходы. Это позволяет с высокой точностью идентифицировать сайты связывания ДНК-связывающих белков у патогенов в условиях инфекции.

Ключевые характеристики метода:

  • Высокое разрешение: Анализ с точностью до пары оснований (~0.34 нанометра).
  • Низкие требования к образцу: Для работы достаточно 4.8 миллиона клеток.
  • Высокая специфичность: Метод точно определяет отдельные сайты связывания, даже когда несколько белков связываются близко друг к другу.
  • Экономическая эффективность: Стоимость одного анализа — около 20 000 вон, что в 12 раз дешевле предыдущих методов.

Валидация и применение:

Метод был успешно проверен на бактериях Salmonella. С его помощью команда количественно проанализировала изменения в позициях связывания ДНК и активность двух ключевых белков:

  1. H-NS: Вне клеток хозяина сильно связывается с ДНК, подавляя экспрессию патогенных генов.
  2. RpoD (сигма-фактор 70 РНК-полимеразы): После проникновения в клетку хозяина связывание H-NS ослабевает, и RpoD активирует патогенные гены, помогая бактерии избежать иммунной системы.

Для количественного анализа данных исследователи использовали статистическую программу DiffExo.

Значение для биофабрик:

Технология ChIP-mini рассматривается как фундаментальный инструмент для области биофабрик (biofoundry), где микроорганизмы инженерно модифицируются для производства ценных белков.

  • Она позволяет идентифицировать сети экспрессии генов инфекционных микроорганизмов.
  • Помогает обнаруживать новые биологические «детали» (bio-parts).
  • В сочетании с платформами автоматизации NGS (Next Generation Sequencing) метод может обеспечить быстрое и экономичное создание обширных наборов данных, необходимых для эффективного редактирования генов микробов и оптимального дизайна генетических схем.

Исследование опубликовано в журнале Nucleic Acids Research.