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运用Trim-Away技术在斑马鱼体内降解目标蛋白 | Genome Biology |
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论文标题：Degradation of endogenous proteins and generation of a null-like phenotype in zebrafish using Trim-Away technology
期刊：
作者：Xiao Chen†, Mi Liu†, Hongyan Lou†, Yiyi Lu, Meng-Tao Zhou, Rongying Ou, Yunsheng Xu and Kai-Fu Tang
发表时间：2019/01/23
数字识别码：10.1186/s13059-019-1624-4
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近日，温州医科大学附属第一医院唐开福课题组在Genome Biology发表了一篇题目为“Degradation of endogenous proteins and generation of a null-like phenotype in zebrafish using Trim-Away technology”的文章[1]。
Trim-Away是德国马克斯普朗克生物物理明升手机研究所的Melina Schuh课题组和英国MRC分子生物学实验室的Leo James课题组于2017年发明的一种在细胞内快速降解特定蛋白的新技术[2]。它利用Trim21和抗体来降解抗体的靶蛋白。
Trim21是一种E3泛素连接酶，与抗体的Fc段结合后招募泛素-蛋白酶体系统来降解与抗体相结合的蛋白。与基因编辑技术或者靶向mRNA的knockdown技术相比，Trim-Away能够更快地剔除目标蛋白。Trim-Away技术能够在十几分钟内剔除目标蛋白,而基因编辑技术或者靶向mRNA的knockdown技术通常需要几个小时甚至几天才能剔除目标蛋白，这导致细胞有足够的时间建立代偿机制或者产生继发效应。
因此，用Trim-Away技术来研究基因功能可能比基因编辑技术或者靶向mRNA的knockdown技术更准确。除了用来研究基因功能外，Trim-Away技术理论上还可以用来清除致病蛋白。
虽然Trim-Away技术可以在体外培养的细胞中降解目标蛋白，但是该技术在模式动物体内的应用尚无报道。Genome Biology 近期发表的这个工作表明Trim-Away技术可以在斑马鱼胚胎中降解目标蛋白。
本文还对morpholino和Trim-Away两种技术在斑马鱼胚胎发育研究中的应用做了比较。Morpholino是斑马鱼研究中常用的一种基因knockdown技术，它主要通过抑制mRNA翻译或剪接来抑制蛋白合成，但对已经存在于细胞中的蛋白没有影响，因此morpholino不能用来研究母源性蛋白（maternally contributed proteins）在胚胎发育过程中的功能。
与morpholino不同，Trim-Away可以直接降解细胞内任何蛋白，因此可以用来研究母源性蛋白的功能。另外，morpholino需要几个小时甚至几天才能剔除目标蛋白，因此不能用来研究一个基因在胚胎发育早期（比如受精后2-3小时）的功能，而Trim-Away技术可以在十几分钟内剔除目标蛋白，所以可以用来研究一个基因在胚胎发育早期的功能。
Trim-Away技术在诱导目标蛋白降解的同时也导致Trim21蛋白和抗体降解，但是当目标蛋白不表达时，Trim21蛋白和抗体可稳定存在于细胞中，因此在单细胞胚胎中注射Trim21和相应的抗体可以降解十几个小时以后才表达的蛋白。这一现象提示：Trim-Away不仅可以用来降解已经存在的致病蛋白，也可以用来预防致病蛋白的表达。
摘要：
Trim-Away is a recent technique to rapidly deplete a protein from any cell type. Guided by antibodies, TRIM21 selects proteins for destruction. However, the applicability of this method in model organisms has not been investigated. Here, we show that Trim-Away can degrade proteins in zebrafish embryos. Trim-Away depletes proteins faster than morpholinos, which enables analysis of protein function during early embryogenesis. Furthermore, Trim-Away can be applied to evaluate the role of maternally contributed proteins in zebrafish embryos. Our findings indicate that Trim-Away is a powerful tool to perform functional analysis of proteins during zebrafish development.
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期刊介绍:
Genome Biology (, 13.2 - , 16.5 - )publishes outstanding research in all areas of biology and biomedicine studied from a genomic and post-genomic perspective.
The current impact factor is 13.214* and the journal is ranked 4th among research journals in the Genetics and Heredity category by Thomson Reuters. Genome Biology is the highest ranked open access journal in the category.
（来源：明升手机版(明升官网)）
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