以下文章来源于Mol Plant植物科学 ，作者Ning Li
近日，香港科技大学联合清华大学在Molecular Plant发表题为“Capturing the Hierarchically Assorted Modules of Protein-protein Interaction in the Organized Nucleome”的研究。该研究开发了研究生物分子互作组学的新工具CHAMPION，可捕获核体和蛋白互作模块等生物分子模块。
https://doi.org/10.1016/j.molp.2023.03.013
真核生命的细胞由各种生物大分子组成，这些生物大分子按照错综复杂的细胞程序进行分配、互作和执行功能。蛋白质是这个生命系统中最主要和起决定性作用的生物分子。因此，蛋白质与蛋白质之间的相互作用（PPI）在生物分子的拓扑结构和层次组织中起着关键作用，包括相分离或分隔产生的细胞空间（如核斑、核体、凝聚体、亚细胞器、内膜系统和细胞器）以及细胞骨架结构和生物分子的加工。作为揭开这些生物分子活动、化学隔离、组织和分区所编码的生命过程之谜的第一步，中心细胞器--细胞核被选为实验对象，因为它在细胞分裂、分化和信号传递过程中调节和控制着整个细胞事件和过程，它同时储存着细胞繁殖和细胞胁迫响应的遗传和表观信息。因此，核蛋白成为这个综合互作组学和模块化研究的目标生物分子。众所周知，这些核蛋白负责染色质组织、染色体相互作用、染色体修饰和DNA复制、基因表达的调节，最后形成核小体、核体、生物分子凝聚体和DNA-RNA相互作用的枢纽。
鉴于模块化细胞生物学理论预测核蛋白以模块化的方式相互作用，并完成特定的核活动和生物学过程，本研究从体内qXL-MS识别的细胞核9,289个可重复交联和24,140个独特交联开始，随后获得了定量互作组学的结果，即核PPI及其丰度（图1）。进一步将其转化为聚合节点（或模块）和混合边（或MMI，模块-模块相互作用），最后利用MONET计算机程序将节点和核蛋PPI以及混合节点和MMI转化为4个分层分类的模块。定量互作组学与PPI网络模块化的整合被定义为CHAMPION流程（捕获有组织的核组中PPI的分层分类模块，图1），该流程成功地捕获了4-D生物分子模块组（图2A）。
基于MONET的qXL-MS生成的模块化的体内PPI数据与以前收集的PPI数据明显不同，之前的数据来自于酵母双杂交（Y2H）、亲和纯化质谱（AP-MS）、蛋白质碎片补体检测（PCA）、 荧光共振能量转移（FRET）和接近依赖性标记（PDL）的方法（图2B）。这表明PPI的丰度可能在体内定量相互作用组学数据的模块化中发挥关键作用。有趣的是，植物核PPI模组似乎与从XL-MS数据集建立的人类核PPI模组相似（图2C），这表明模块的分层分类模块的整体组织和结构，可能在不同的物种中是保守的。
CHAMPION方法的开发标志着一个新的组学研究的开始，即四维生物分子模块组学。
图1 4C定量互作组学和4-D生物分子模块组学的分析流程
图2 不同数据来源（XL－MS分析数据和Ｂｉｏｇｒｉｄ数据库）和不同物种间（人和植物）细胞核PPI模块组的比较分析
作者简介：
Shuaijian Dai 在香港科技大学获得生物工程博士学位，研究方向是定量PTM蛋白质组学和蛋白互作组学。他目前在香港科技大学的电子和计算机工程系担任博士后研究员。
Shichang Liu于2018年在香港科技大学获得蛋白质乙酰化组学和蛋白互作组学的生命科学博士学位。他目前在德克萨斯大学MD安德森癌症中心担任博士后研究员和讲师，从事端粒维持领域的研究。
Chen Zhou 在上海交通大学获得学士学位。他正在香港科技大学的电子和计算机工程系攻读博士学位。他的研究兴趣包括生物信息学和计算生物学。
作者贡献：
Shuaijian Dai 承担了大部分的实验；Ning Li, Shichang Liu, Wenhao Wang, Tingliang Wang, Al Burlingame 和Haiteng Deng 完成了 XL-peptides 和XL-MS 方法中的质谱分析；Weichuan Yu, Chen Zhou and Fengchao Yu 完成了交联中的计算分析；Ning Li, Tingliang Wang, Weichuan Yu, Guang Zhu, Al Burlingame 和 Shuaijian Dai完成了质谱数据的分析；Ning Li 和 Shuaijian Dai 分析了数据并撰写文章；Ning Li 设计了本研究。
来源：MP植物科学
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