[发明专利]一种光敏感型化合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种光敏感型化合物及其制备方法和应用，涉及蛋白质核酸共固定技术领域，光敏感型化合物是一种聚丙烯酰胺化合物，包括四唑基团和呋喃基团；由N‑(3‑氨基丙基)氨基甲酸叔丁酯、甲基丙烯酰氯呋喃‑2‑基硼酸和[羟基(苯基)‑λ3‑碘基]4‑甲基苯磺酸盐等原料制备而成；可制成蛋白质核酸共固定电泳凝胶，定量或半定量检测单细胞或多细胞中蛋白质与核酸；还可以用于微芯片电泳迁移率分析、蛋白免疫印迹、核酸印迹杂交、单细胞蛋白免疫印迹、单细胞northern/southern印迹杂交或毛细管电泳蛋白免疫印迹。本发明的蛋白质核酸共固定凝胶可同时原位固定蛋白质与核酸来研究蛋白质与DNA相互作用。

技术领域

本发明涉及蛋白质核酸共固定技术领域，尤其涉及一种光敏感型化合物及其制备方法和应用。

背景技术

在大多数生物体内，遗传信息由DNA储存，经转录和翻译形成蛋白质，承担各项生命活动。作为最为重要的生物大分子，核酸和蛋白质一直是生命科学领域的研究焦点。目前单细胞高通量的各种核酸测序技术和蛋白分析技术都在蓬勃发展。使得许多关键的生物学问题的进一步研究成为可能。近年来，以研究核酸、蛋白质以及它们之间相互作用研究的基因组学和转录组学研究正得到蓬勃的发展。细胞在基因组，转录组和蛋白质组表达中表现出高度的可变性，这种可变性与细胞发育以及疾病的发生有着密切的关系。在复杂的样品中进行蛋白质与DNA相互作用分析可以使人们更好地了解系统的相互作用和整体功能。转录因子(transcription factor，又称TF)是一群能与基因5`端上游特定序列专一性结合，从而保证目的基因以特定的强度在特定的时间与空间表达的蛋白质分子。TF在转录和调节染色质可及性方面起着核心作用，了解遗传变异对TF结合的影响可以提供对有关发育和疾病的非编码遗传成分的见解，对于深入了解生物网络在健康和疾病中的作用至关重要¹。然而目前对于蛋白质(例如TF)与DNA相互作用的研究主要还是基于较大样本的分析检测，这种对复杂群体平均化的分析可能掩盖的微小群体的特性和丰富的单细胞行为，丧失细胞间的异质性信息，因此我们需要能够检测少量细胞内转录因子与其结合DNA相互作用情况的方法。

目前与核酸与蛋白质结合情况相关的研究方法主要有染色质免疫沉淀测序(ChIP-Seq)，DNase-seq、FAIRE-seq和MNase-seq等酶断裂法，电泳迁移率迁移分析法几种。这些方法还可以进一步整合微流控技术，免疫印迹分析技术，质谱分析以及PCR等对相互结合的核酸与蛋白质进行进一步定性或定量的分析。

在全基因组范围内研究蛋白质与DNA相互作用的主要技术之一是染色质免疫沉淀测序技术(ChIP-Seq)。ChIP-Seq技术结合了ChIP和第二代测序技术，被用于分析蛋白质与DNA的交互作用。该技术将染色质免疫沉淀(ChIP)与大规模并行DNA测序结合起来以鉴定与DNA相关蛋白的结合部位。采用的方法是在体内将蛋白质与染色质交联，并使用特异性抗体将蛋白质与结合的目的染色质一起纯化。然后通过深度测序来鉴定沉积的DNA区域，该方法可以有效地检测在整个基因组中与组蛋白，转录因子等相互作用的DNA位点。这些DNA位点通过染色质免疫沉淀被分离出来，再结合使用大规模平行序列分析与全基因组序列数据库可以分析任何蛋白质与DNA的相互作用模式或表观遗传染色质修饰的模式。

最近的研究表明，许多细胞类型(包括正常的免疫细胞)在复杂的组织和肿瘤中起着重要的辅助功能。为了阐明发育过程中的这种细胞异质性和细胞命运轨迹，人们已经开发了各种单细胞测定方法。其中，scChIP-seq可从低输入样本中以单细胞分辨率对组蛋白修饰和其他染色质结合蛋白进行全基因组分析。此外还有用于单细胞标记和ChIP-seq库制备的多种方法用于单细胞标记和ChIP-seq文库制备；这些方法结合使用微流体系统，Tn5转座酶标记等策略。