Proximity-Activated DNA Scanning Encoded Sequencing for Massive Access to Membrane Proteins Nanoscale Organization

细胞结构的维持和功能调节在很大程度上取决于许多膜蛋白的组成和空间分布。然而，目前的方法在空间覆盖和数据可扩展性方面存在局限性，阻碍了对复杂细胞纳米环境中蛋白质相互作用的全面分析。针对上述挑战，我们与西安交通大学赵永席教授团队合作提出邻近激活DNA扫描测序技术（Proximity-Activated DNA Scanning Encoded sequencing，PADSE-seq），将大规模的蛋白质邻近信息转换为DNA条码信息，实现了十种以上膜蛋白邻近位置关系的纳米尺度分析。PADSE-seq技术在赵永席教授课题组之前工作CELL-TALKING方法（于2021年发表在Nature Communications）的基础上，引入链置换扩增反应将邻近条码与分子条码串联，而后通过聚合酶链式反应与二代测序技术对结果进行解析。该方法将长度可调的柔性DNA动态探针固定在一端，使其可以在纳米范围内自由摆动而不受路径限制，从而在随机方向上对各种邻近蛋白进行全局扫描和信息记录。PADSE-seq通过单链DNA的自主循环切割，顺序激活分布在整个局部区域的编码探针。该过程引发链置换扩增反应和双向延伸反应，将蛋白质条码与分子条码串联连接，并进一步产生数百万到数十亿个嵌入组合标识符的扩增子，用于二代测序分析。通过PADSE-seq，实现了对乳腺癌细胞系中HER2蛋白周围的十余种邻近蛋白分布的全面分析。

文章详情：Zhao Xueqi, Zhao Yue*, Li Zhu, Liu Huan, Fu Wenhao, Chen Feng, Sun Ying*, Song Daqian, Fan Chunhai, Zhao Yongxi*. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2025, 122 (15), e2425000122.

原文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2425000122