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1.痛點(diǎn)問題 細(xì)胞中蛋白和DNA相互作用對于細(xì)胞個體的生命活動至關(guān)重要，但是目前在極小量細(xì)胞樣本中檢測DNA蛋白相互作用的方法手段尚不成熟；而相關(guān)方法的升級可以極大地推動相關(guān)生命科學(xué)和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的發(fā)展，諸如早期胚胎發(fā)育、腫瘤免疫、神經(jīng)生物學(xué)等。 2.解決方案 本項(xiàng)成果基于ChIC手段，通過改造后的可以識別抗體的融合轉(zhuǎn)座蛋白，特異性識別和標(biāo)記基因組上對應(yīng)蛋白的結(jié)合位點(diǎn)，并通過PCR擴(kuò)增和二代測序，繼而通過生物信息學(xué)分析，獲取相應(yīng)蛋白的DNA結(jié)合信息。 3.合作需求 尋找合適的應(yīng)用場景，重點(diǎn)包括基于進(jìn)一步樣品小量化，例如單細(xì)胞情況下應(yīng)用該方法。

已有樣品/n本發(fā)明涉及蛋白-蛋白及RNA-蛋白質(zhì)相互作用成像領(lǐng)域，基于激發(fā)波長在600nm以上的紅色熒光蛋白mNeptune熒光片段互補(bǔ)技術(shù)，建立了位于活體成像“光學(xué)窗口”的雙分子和三分子熒光互補(bǔ)系統(tǒng)。其中雙分子熒光互補(bǔ)系統(tǒng)可以用于活細(xì)胞及活體內(nèi)蛋白-蛋白相互作用成像，三分子熒光互補(bǔ)系統(tǒng)可以用于活細(xì)胞及活體內(nèi)RNA-蛋白質(zhì)之間的相互作用成像。該成果為首次建立活體內(nèi)RNA-蛋白質(zhì)相互作用熒光成像技術(shù)，該技術(shù)也將有助于開發(fā)活細(xì)胞及活體內(nèi)藥物評價體系和藥物篩選平臺。

01.成果簡介   “相”是指物質(zhì)系統(tǒng)中物理、化學(xué)性質(zhì)完全相同，與其他部分具有明顯分界面的均勻部分?！跋嘧儭笔侵肝镔|(zhì)從一種相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N相的過程。與固、液、氣三態(tài)對應(yīng)，物質(zhì)有固相、液相、氣相。有研究表明，相變機(jī)制也廣泛存在于生物細(xì)胞中，且在細(xì)胞生命周期的時空調(diào)控等方面發(fā)揮著重要的生物學(xué)功能。當(dāng)溶液中的多價大分子與其多價配體互作時，容易產(chǎn)生更大的復(fù)合物，后者的溶解度一般會降低，從而從普通溶液相分離出來，形成一個復(fù)合物富集的獨(dú)立的液態(tài)相，這個轉(zhuǎn)變過程被稱為“液-液分離相變”（即，“相變”）。 蛋白質(zhì)翻譯后修飾是指蛋白質(zhì)翻譯完成后，發(fā)生在蛋白質(zhì)的特定氨基酸殘基上的共價修飾過程，是蛋白質(zhì)生物合成的步驟之一。目前，已知存在300多種翻譯后修飾，常見的有甲基化、乙?；⒘姿峄?、泛素化、糖基化修飾等，與蛋白質(zhì)翻譯后修飾相反的修飾過程為蛋白質(zhì)去修飾，如去甲基化、去乙?；?、去磷酸化、去泛素化、去糖基化等。 本項(xiàng)成果是一種檢測翻譯后/復(fù)制后/轉(zhuǎn)錄后修飾的蛋白質(zhì)/DNA/RNA與其修飾閱讀器間相互作用的成套試劑，由A、B、C和D四種試劑組成；（1）A由名稱為R的生物分子和名稱為X的蛋白質(zhì)連接而成；（2）B含有名稱為L的生物分子；R與L相同或不同且二者間具有相互作用，R與L相互作用后發(fā)生相變；（3）C為由C單體形成的多聚體，C單體由名稱為mc的單體、名稱為甲的報(bào)告基團(tuán)和名稱為YC的生物分子連接得到的分子，大于等于兩個的mc能形成多聚體；（4）D由名稱為XL的帶有修飾的蛋白質(zhì)和名稱為YD的生物分子連接而成；YC與YD間具有相互作用。通過該成套試劑及基于該成套試劑創(chuàng)建的多價招募系統(tǒng)，利用相變機(jī)制實(shí)現(xiàn)了互作蛋白和配體在相變液滴中的高度富集，將原本較弱的互作信號強(qiáng)烈放大，使其易于檢測。02.應(yīng)用前景 本項(xiàng)成果可以為檢測經(jīng)翻譯后/復(fù)制后/轉(zhuǎn)錄后修飾的蛋白質(zhì)/DNA/RNA與其修飾閱讀器間的相互作用提供一種全新的技術(shù)手段。該技術(shù)尤其適合高通量篩選修飾酶或去修飾酶的抑制劑或促進(jìn)劑。03.知識產(chǎn)權(quán) 本項(xiàng)成果已申請1項(xiàng)發(fā)明專利。04. 團(tuán)隊(duì)介紹 本項(xiàng)成果負(fù)責(zé)人為清華大學(xué)研究員、博士生導(dǎo)師、清華大學(xué)結(jié)構(gòu)生物學(xué)高精尖創(chuàng)新中心成員、清華-北大生命科學(xué)聯(lián)合中心成員、中組部“青千”基金獲得者，主要從事“相變”相關(guān)領(lǐng)域的研究，并探索能夠廣泛應(yīng)用于鑒定生物大分子互作及互作調(diào)控物篩選的新技術(shù)。研究成果發(fā)表于多個國際頂級權(quán)威期刊，申請專利多項(xiàng)。05.合作方式 專利許可、合作開發(fā)。06.聯(lián)系方式 zhangxinrui@tsinghua.edu.cn

構(gòu)建了多激子與單個表面等離激元模式耦合相互作用的全量子理論，給出了簡潔的實(shí)現(xiàn)強(qiáng)耦合作用的“量子光學(xué)極限條件”。依據(jù)該理論，研究團(tuán)隊(duì)精心設(shè)計(jì)和制備出方形銀包金納米棒結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了將光子局域在71 nm3 的超小模體積內(nèi)，同時，巧妙地實(shí)現(xiàn)了單激子偶聯(lián)以及小于0.9 nm的超短作用距離的精確控制，最終實(shí)現(xiàn)了單個J-aggregate激子與單根納米方棒之間高達(dá)～41.6 meV的耦合作用強(qiáng)度，在室溫下成功觀測到1-7個激子與單個等離激元納米方棒的強(qiáng)耦合相互作用。

本發(fā)明屬于生物科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移方法檢測Rab蛋白與其效應(yīng)因子間相互作用的方法。通過天然GTP的熒光類似物mantGTP置換與Rab蛋白結(jié)合的GDP，作為熒光共振能量轉(zhuǎn)移的供體；構(gòu)建Rab蛋白的效應(yīng)因子與綠色熒光蛋白GFP融合表達(dá)的載體，融合蛋白經(jīng)過表達(dá)純化之后作為熒光共振能量轉(zhuǎn)移的受體；可以利用熒光光譜儀基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移的方法在體外直接檢測以mantGTP形式結(jié)合的

以光與物質(zhì)相互作用為例。在發(fā)光過程中，一直以來研究者都認(rèn)為光源只能夠與其所處環(huán)境的電磁場模式的本征態(tài)相互作用，光源的出射強(qiáng)度和頻率等輻射特征由光源和這些本征態(tài)共同決定。這一觀念隨著對自發(fā)輻射的深入理解而逐漸形成。標(biāo)志性的認(rèn)識包括1930年V. Weisskopf and E. Wigner提出自發(fā)輻射是激發(fā)的電子與真空場相互作用引起的。1946年E. M. Purcell進(jìn)一步指出自發(fā)輻射的速率是由光源和其所處環(huán)境的電磁場模式的本征態(tài)共同決定。對這一觀念的深刻理解使得我們可以通過構(gòu)建和調(diào)控光學(xué)模式本征態(tài)來控制光與物質(zhì)相互作用，從而對激光器、單光子源、光子晶體、超構(gòu)材料等光物理與器件的興起與發(fā)展起到了舉足輕重的作用。2012年的諾貝爾物理學(xué)獎?wù)鞘谟枇嗽诖嘶A(chǔ)上發(fā)展起來的對單個粒子的量子調(diào)控。

該篩選儀器以表面等離子體共振成像（SPRi）裝置為基礎(chǔ)平臺。SPRi技術(shù)將傳統(tǒng)的SPR 技術(shù)與成像技術(shù)相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)生物分子互作信息的高通量捕獲。該儀器由一套包含光學(xué)檢測系統(tǒng)、微流體控制系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集存儲的操作界面構(gòu)成。儀器能進(jìn)行核酸適配體篩選、高通量生物分子之間的動力學(xué)測定、生物標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)、特異性結(jié)合動力學(xué)、食品安全與質(zhì)量檢測、小分子微陣列藥物篩選、先導(dǎo)化合物的優(yōu)化、藥物初篩、抗體發(fā)現(xiàn)、抗體糖基化表征、雜交瘤篩選、靶標(biāo)垂釣等技術(shù)提供技術(shù)和材料，應(yīng)用于制藥、生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、食品和環(huán)境等領(lǐng)域。

項(xiàng)目簡 介： 聚 變能源與化石能源相比對空氣無任何污染，與 裂變能源比較不會產(chǎn)生較強(qiáng)的放射性污染。托克馬克磁約聚變裝置是使用磁場將高溫等離子體約束在磁場空間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)熱

該研究利用兩個不同品系小鼠雜交獲得雜交小鼠，構(gòu)建雜交小鼠父本與母本的Hi-C、ChIP-seq、RNA-seq等組學(xué)數(shù)據(jù)。根據(jù)雜交小鼠的多態(tài)位點(diǎn)和小鼠品系特異基因型把雜交小鼠組學(xué)數(shù)據(jù)分成父本來源基因組和母本來源基因組，這樣就可以在單倍型水平構(gòu)建三維基因組和研究基因調(diào)控。分析表明，同源染色體具有高度相似的相互作用模式，這種相互作用模式的相似性與其等位基因的共表達(dá)水平高度相關(guān)。

近日，清華大學(xué)材料學(xué)院朱宏偉教授團(tuán)隊(duì)在《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）上在線發(fā)表了題為“石墨烯體系中的陽離子-π相互作用”（Cation-π Interactions in Graphene Containing Systems for Water Treatment and Beyond）的長篇綜述論文，系統(tǒng)總結(jié)了石墨烯體系中的陽離子-π相互作用在水處理（膜分離、吸附）、新材料合成、納米發(fā)電、能量存儲及溶液/復(fù)合材料分散等應(yīng)用中所發(fā)揮的關(guān)鍵作用，分析了陽離子-π相互作用的影響機(jī)理，綜述了現(xiàn)階段相關(guān)理論工作進(jìn)展，討論了石墨烯體系中的陽離子-π相互作用研究中存在的問題，展望了未來潛在的研究方向。陽離子-π相互作用是一種非共價相互作用，在自然界，尤其是生命體中普遍存在，在諸多生命反應(yīng)進(jìn)程中必不可少。近年來，陽離子-π相互作用在生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)中的重要性被廣泛關(guān)注。石墨烯是碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料，可被視為一種獨(dú)特的芳香族大分子。陽離子和石墨烯中離域π電子之間的相互作用會引起陽離子在石墨烯表面的富集、溶液中離子及石墨烯結(jié)構(gòu)中電子的重新分布，進(jìn)而影響石墨烯材料的本征性質(zhì)及基于石墨烯的器件的性能。深入理解石墨烯體系中的陽離子-π相互作用，對于石墨烯特性的調(diào)控、器件的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要意義。石墨烯體系中的陽離子-π相互作用及其應(yīng)用近年來，朱宏偉教授團(tuán)隊(duì)在石墨烯等新型二維材料的可控制備、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其在能源（太陽能電池、光電探測、光電催化）、環(huán)境（水處理、空氣凈化、土壤治理）、柔性傳感器件等領(lǐng)域開展了大量研究工作，取得了一系列重要進(jìn)展。該綜述論文以石墨烯體系中的陽離子-π相互作用為切入點(diǎn)，對相關(guān)研究報(bào)道進(jìn)行了梳理和討論，并對其發(fā)展趨勢和前景進(jìn)行了展望。本文通訊作者為朱宏偉教授，第一作者為清華大學(xué)材料學(xué)院2016級博士生趙國珂。本研究得到國家自然科學(xué)基金委基礎(chǔ)科學(xué)中心項(xiàng)目和面上項(xiàng)目資助。論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201905756