GlycoChIP-Seq技术

技术简介

糖基化（Glycosylation）是指糖链或单糖通过酶促反应共价连接至蛋白质、脂质、RNA等生物大分子的过程。其中，蛋白质糖基化（Protein Glycosylation）是最丰富、最复杂的蛋白质翻译后修饰之一，主要包括N-糖基化（N-linked glycosylation）和O-糖基化（O-linked glycosylation），可通过影响蛋白质的结构、定位及分子互作，参与细胞信号转导、免疫调控、细胞黏附及疾病发生发展等过程。

图1. N/O-糖基化连接方式和分泌途径

传统糖蛋白研究主要聚焦于“哪些蛋白发生糖基化”以及“糖链结构是什么”，但难以解析糖基化相关信号在染色质及基因组上的分布特征，以及其与表观遗传状态的关联。

ChIP-seq可以通过特异性抗体富集与目标蛋白或染色质标记相关的DNA，并获得其全基因组分布。在此基础上，云序生物将“特异性抗体识别”替换为“凝集素识别糖链”，重磅推出GlycoChIP-seq技术，实现对糖基化相关染色质区域的富集与测序。该技术采用能够识别高甘露糖型N-glycan的Concanavalin A（ConA）凝集素作为识别分子，并通过ConA-生物素（biotin）与链霉亲和素（streptavidin）体系富集糖基化相关染色质片段。因此，GlycoChIP-seq可将传统糖蛋白研究从：“哪些蛋白发生糖基化？”进一步拓展到：“糖基化相关染色质在全基因组范围如何分布?”为解析糖基化与染色质及表观遗传调控之间的潜在联系提供全新的研究工具。

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技术原理

云序生物GlycoChIP-seq的核心原理是利用凝集素与特定糖链之间的高特异性识别，将糖基化相关染色质片段从全基因组染色质中选择性富集，随后进行测序和生物信息学分析：

Step 1｜细胞处理与染色质固定

对细胞进行交联固定，使糖基化蛋白与染色质之间的空间相互作用得到稳定保存；

Step 2｜细胞裂解与染色质片段化

裂解细胞，并对裂解物进行超声处理，将染色质打断成适宜长度的DNA片段，便于后续糖基化相关染色质的特异性富集；

Step 3｜凝集素识别糖基化结构

加入ConA-biotin孵育，利用ConA对高甘露糖型N-glycan的结合能力，使糖基化相关染色质复合物获得生物素标记；

Step 4｜Streptavidin磁珠富集

利用Streptavidin对biotin的高亲和力，富集ConA-biotin标记的糖基化相关染色质片段；

Step 5｜洗脱与DNA纯化

从磁珠上洗脱富集的染色质，解除交联并纯化富集的DNA片段；

Step 6｜高通量测序与生物信息学分析

对富集DNA进行测序文库构建，并通过高通量测序获得全基因组范围的糖基化相关信号。通过比对、peak calling、基因组注释，获得不同处理条件下糖基化相关的染色质状态变化。

图2 GlycoChIP-Seq实验流程

云序优势

从“蛋白质组”拓展至“基因组空间”：

传统糖蛋白质组学主要回答“哪些蛋白发生糖基化以及糖链结构是什么”，GlycoChIP-seq进一步将糖基化信号映射至基因组坐标，实现从蛋白质层面向基因组空间分布层面的拓展。

全基因组解析糖基化相关染色质区域：

可在全基因组范围检测糖基化相关染色质信号，为发现新的糖基化富集区域及潜在调控元件提供技术手段。

连接糖基化与三维基因组空间：

GlycoChIP-seq不仅能够分析糖基化信号的线性基因组位置，还可以结合核纤层相关结构域（LADs）、CpG密度及三维基因组数据，进一步解析糖基化相关信号与核周、核仁等染色质空间结构之间的关系。

可结合多组学数据解析潜在功能机制

GlycoChIP-seq获得的糖基化基因组图谱可进一步与ChIP-seq / ATAC-seq / CUT&Tag / RNA-seq等数据进行整合，从“糖基化定位”进一步探索其与染色质状态、转录调控及基因组稳定性的潜在联系。

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一、测序 · 糖基化RNA筛选

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对糖基化小RNA进行定性和定量检测，全面涵盖rsRNA，tsRNA，Y RNA，miRNA，piRNA等多类小RNA。

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