被蛋白肉身护住的电泳天书:加拉斯与施米茨 DNase I 足迹分析法
1978 年 9月1日 · 牛胰脱氧核糖核酸酶 I(DNase I 亚限量稀释液)、放射性单末端标记 DNA 探针与 40 cm 变性超薄测序电泳胶板
你知道吗?
世间最深情的拥抱,就是替你挡住所有从天而降的催化屠刀,在胶片上留下一片雪白。
转录因子和阻遏蛋白是如何在茫茫数十亿个碱基中精准识别特定的启动子开关的?在晶体结构难以快速解析的年代,大卫·加拉斯与阿尔伯特·施米茨于1978年构思出一种如同雪地寻凶般的反向成像技术——DNase I足迹分析法(Footprinting)。
实验人员首先利用T4 PNK对目标双链DNA分子的其中一条链进行单一末端32P放射性标记,随后将其分为两组:一组直接加入微量稀释的牛胰脱氧核糖核酸酶I(DNase I),另一组则预先与高纯度的转录因子蛋白质温育结合。DNase I是一种极其狂暴的双链核酸内切酶,但在精心摸索的“亚限量酶切条件”下,它在统计学上仅允许在每个DNA分子上随机敲断一次磷酸二酯键。
在对照组中,随机切断的产物跑入高分辨率变性测序胶后,形成一条致密连续、均匀排列的梯级带;然而在实验组中,由于转录因子死死卡在特异识别位点上,蛋白质庞大的立体构象如同防弹盾牌一样死死挡住了DNase I的催化凹槽,原本应该被切断的这截序列毫发无损!
于是在电泳胶片上,赫然浮现出一片纯白如洗的空白保护区——那就是转录因子踩在DNA双螺旋上的微观脚印。