隨著技術(shù)的發(fā)現(xiàn)，大規(guī)模并行DNA測序得到了廣泛的應(yīng)用，為許多研究領(lǐng)域帶來了一場革命。然而，高通量的蛋白質(zhì)分析仍然困難重重，現(xiàn)在亟需高質(zhì)量低成本的蛋白分析技術(shù)。

　　為此，遺傳學(xué)界的大牛George M. Church領(lǐng)導(dǎo)哈佛醫(yī)學(xué)院的團隊，開發(fā)了一種單分子互作測序(SMI-seq)技術(shù)。該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)單分子水平上的并行分析，獲得大量蛋白質(zhì)的互作圖譜。這一成果發(fā)表在近期的Nature雜志上，文章的通訊作者是哈佛醫(yī)學(xué)院的George M. Church和Liangcai Gu。

　　研究人員利用PRMC復(fù)合體(蛋白質(zhì)-核糖體-mRNA-互補DNA)，通過體外的核糖體展示(ribosome display)技術(shù)，將DNA條碼連到蛋白質(zhì)上。此外也可以通過催化酶，分別給不同蛋白連上DNA條碼。這些自帶條碼的蛋白可以在水溶液中進行檢測。

　　隨后，研究人員將上述蛋白固定在聚丙烯酰胺薄膜上，建立起隨機的單分子陣列。對條碼DNA進行原位擴增可以形成polonies(polymerase colonies)，最后通過DNA測序進行分析。

　　SMI-seq方法能夠精確定量多種蛋白，理論上這個陣列的密度可以達到每平方毫米一百萬polonies。此外，那些共定位的polonies還揭示了蛋白質(zhì)之間的互作。

　　為了證明這一技術(shù)的有效性，研究人員通過SMI-seq獲得了G蛋白偶聯(lián)受體和抗體結(jié)合的圖譜。據(jù)介紹，SMI-seq是一種“一鍋端”式的分析(one-pot assay)，可以同時檢測分子結(jié)合的親和力和特異性。

　　研究顯示，SMI-seq技術(shù)可以在單分子水平上原位檢測蛋白及其復(fù)合體，從根本上提升蛋白質(zhì)分析的靈敏度、準確性和多重性。該技術(shù)適用于二代測序平臺，這進一步拓寬了它的應(yīng)用范圍。除了天然蛋白、重組蛋白，SMI-seq還可以用于人為生成的新蛋白、核酸和有條碼的小分子。

　　著名遺傳學(xué)George M. Church是哈佛醫(yī)學(xué)院的遺傳學(xué)教授、Wyss研究所的核心成員。他被譽為是個人基因組學(xué)和合成生物學(xué)的先鋒。1984年，Church和Walter Gilbert發(fā)表了首個直接基因組測序方法，該文章中的一些策略現(xiàn)在仍應(yīng)用在二代測序技術(shù)中。此外，如今的多重化分子技術(shù)和條碼式標簽也是他發(fā)明的。Church還是納米孔測序技術(shù)的發(fā)明者之一。