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染色质免疫共沉淀技术(ChIP)及与芯片方法的结合

染色质免疫共沉淀-芯片(Chromatin Immunoprecipitation chip,ChIP-chip),它的基本原理是在生理状态下把细胞内的蛋白质和DNA交联在一起,超声波将其打碎为一定长度范围内的染色质小片段,然后通过所要研究的目的蛋白质特异性抗体沉淀此复合体,特异性地富集目的蛋白结合的DNA片段,通过对目的片断的纯化与检测,从而获得蛋白质与DNA相互作用的信息。ChIP与基因芯片相结合建立的ChIP-chip方法已广泛用于特定反式因子靶基因的高通量筛选;ChIP与体内足迹法相结合,用于寻找反式因子的体内结合位点;RNA-CHIP用于研究RNA在基因表达调控中的作用。它与DNA芯片和分子克隆技术相结合,可用于高通量的筛选已知蛋白质分析的未知DNA靶点和研究反式作用因子在整个基因组上的分布情况。染色质免疫共沉淀技术与芯片技术相结合更有助于科学家发明疾病的有效治疗方法。调控蛋白与基因组DNA结合能够控制DNA复制和基因表达,作为细胞调节网络中的开关,结合位点分析信息与基因表达数据相结合,将能有助于分析寻找生物标志物(biomarker)。转录因子通过与核酸直接的相互作用等方式在细胞内发挥着重要的转录调控作用。它们通常序列特异性地结合在基因转录起始位点上游的启动子区来调节该基因的转录。而ASB的启动子芯片技术则是用于检测单个转录因子在细胞中的某一时刻与20,000个基因启动子相互作用的情况。通过染色质免疫共沉淀(ChIP)技术和启动子芯片的有机结合,可以确定任何一个特定转录因子的靶基因群。

ChIP-chip技术对于大规模挖掘顺式调控信息成绩卓著,同时它可以用于胚胎干细胞和一些疾病如癌症、心血管疾病和中央神经紊乱的发生的机制。研究人员还可以利用这项技术开发一些治疗方法。目前ChIP-chip技术研究主要集中于两个领域:及转录因子的结合和条件特异性;组蛋白的修饰,组蛋白修饰蛋白和染色体重建。ChIP-chip 在描述转录结合因子动力学中的研究、染色体结构组分的分布、在组蛋白的修饰、组蛋白修饰蛋白和染色体重建中的应用也十分广泛。ChIP-chip 技术的优点是,可以在体内进行反应;在给定的检验细胞环境的模式下得到DNA相互关系的简单影像;使用特异性修正抗体鉴定与包含有一个特异性后转录修正的蛋白质的相关位点;直接或者间接(通过蛋白质与蛋白质的相互作用)的鉴别基因组与蛋白质的相关位点。缺点是:需要一个特异性蛋白质抗体,有时难于获得;为了获得高丰度的结合片段,必须实验演示胞内条件下靶标蛋白质的表达情况;调控蛋白质的基因的获取可能需要限制在组织来源中。总之,ChIP-chip 技术的发展为析活细胞或组织中DNA与蛋白质的相互关系提供了一个极为有力的工具。在未来的研究中,将对芯片的构建进行改进,提高其实用性。使用易于获得抗体,增加这种方法的可用性。

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