Nature Methods

蛋白质在细胞中的各种功能执行过程中起着关键作用，系统地研究其功能对于现代生物学来说是一项重要而又复杂的任务。传统的遗传方法，通过基因敲除或抑制来研究基因功能。尽管这些方法非常强大，但通常不能直接揭示蛋白质的具体功能，同时还受到功能冗余和基因必需性的限制。为了解决这些问题，研究人员开发了基于基因功能充分性的筛选方法。这些方法通过引入开放阅读框（ORF）文库直接评估蛋白质功能。然而，现有的系统方法不仅成本高昂且难以维持，还倾向于偏向较短的ORFs（ 5 kb），这是由于DNA合成、克隆、病毒包装和细胞内传递的限制造成的。随着CRISPR-Cas9技术的发展，基因编辑和基因功能研究取得了显著进展。

利用这项技术，研究人员可以精确地在基因组中特定位点引入标签或进行基因敲除，从而研究基因功能。这些技术已经成功应用于多达1300个基因的系统标记。然而，实现全基因组范围的覆盖仍然是一个巨大的挑战，因为许多基因的表达水平或基因长度限制了传统方法的适用性。在这一背景下，ORFtag技术应运而生。ORFtag是一种创新的方法，通过使用含有启动子、选择基因、功能标签和剪接供体序列的逆转录病毒载体，实现了对内源开放阅读框（ORFs）的融合标记。ORFtag技术的多功能性、成本效益高且效率高，能够在蛋白质组范围内进行大规模平行标记和功能研究。（7月5日NatureMethods Proteome-scale tagging and functional screening in mammalian cells by ORFtag ）具体而言，ORFtag通过大规模转染培养的细胞，使ORFtag盒随机整合到基因组中，并通过将功能标签与整合位点下游的剪接受体位点剪接，驱动邻近内源基因座的转录，形成近N端融合蛋白。利用这种方法，研究人员能够在小鼠胚胎中进行转录激活因子、抑制因子和转录后调控因子的功能筛查。筛查可识别出新的调控因子，包括通过其他方法无法获取的长ORFs。

综上，ORFtag技术的开发和应用，代表了蛋白质功能研究领域的一次重要进步。这一方法不仅为系统地研究蛋白质功能提供了新的工具，还为未来的基因功能研究和蛋白质工程奠定了坚实的基础。通过这种创新技术，研究人员可以在大规模上进行蛋白质功能的高通量筛查，从而更全面地理解蛋白质在细胞生物学中的重要作用。