在现代分子生物学和医学研究中，理解生物分子之间的相互作用——如蛋白质与蛋白质、蛋白质与核酸（DNA或RNA）、RNA与DNA等——是揭示疾病机制、发现药物靶点的关键。随着技术的发展，研究人员拥有了越来越多的高通量、高精度工具来捕捉这些“分子间的对话”。
本文将为您梳理常见的分子互作检测技术，帮助您理解它们的原理，并知道在什么情况下该选择哪种技术。

蛋白质-蛋白质互作检测技术 

 
1 Co-IP（免疫共沉淀）
原理：

 

Co-IP是利用特异性抗体与目标蛋白（诱饵蛋白）结合，然后通过沉淀的方式将整个蛋白复合物从细胞裂解液中分离出来。通过与蛋白A/G偶联的琼脂糖珠或磁珠，可以高效地富集与目标蛋白相互作用的蛋白（猎物蛋白）。

适用场景：  

● 验证两个蛋白是否存在相互作用；

● 筛选与目标蛋白互作的候选蛋白。

局限性：

由于沉淀下来的是蛋白质复合物，不能显示蛋白质之间的相互作用是直接还是间接的。可能存在非特异性结合，不适合研究弱或瞬时的相互作用。

 

2酵母双杂交系统（Y2H）
原理：

 

酵母双杂交系统基于真核生物转录因子的模块化特性。将目标蛋白与DNA结合结构域（BD）融合（诱饵），待测蛋白与转录激活结构域（AD）融合（猎物）。只有当两个蛋白发生相互作用时，BD和AD才会在空间上接近，从而激活报告基因的表达。

适用场景：

● 大规模蛋白质相互作用组学研究

● 验证蛋白间的直接相互作用

● 筛选药物靶点

 

蛋白质-DNA互作检测技术  

1 ChIP-seq（染色质免疫沉淀测序）
原理：

 

ChIP-seq通过甲醛交联固定蛋白质与DNA的相互作用，使用超声或酶切将染色质片段化，然后用特异性抗体富集目标蛋白结合的DNA片段，最后通过高通量测序确定全基因组范围内的结合位点。

适用场景：  

● 转录因子结合位点定位

● 组蛋白修饰（Histone Modifications）图谱绘制

● 有经过验证的高质量、高特异性的抗体

● 拥有相对充足的细胞或组织样本

 

2 CUT&Tag
原理：

 

CUT&Tag使用蛋白A-Tn5转座酶融合蛋白在抗体指引下直接对目标蛋白周围的DNA进行切割和标签插入，极大提高了信噪比和实验效率。

适用场景：

● 珍贵或微量样本的研究

● 需要高质量数据和高信噪比的研究

● 快速、高效的高通量筛选

● 研究对交联敏感或难以ChIP的靶标

 

3 ChIP-exo
原理：

 

ChIP-exo使用λ-核酸外切酶处理免疫沉淀获得的蛋白质-DNA复合物，λ-核酸外切酶沿5’-3’方向切割DNA双链中的一条链，直到碰到交联蛋白质才停止反应，能够将蛋白质结合位点精确映射到单个核苷酸分辨率。

技术优势：

● 高分辨率：达到单碱基分辨率；

● 特异性强：核酸外切酶消化降低背景DNA；

● 高信噪比：消除检测系统产生的大量噪音；

● 流程简单：优化建库步骤，提高成功率。

适用场景：

● 需要极高分辨率的研究；

● 鉴定转录因子的精确结合序列。

 

4 DNA Pull-down
原理：

 

将生物素标记的DNA探针与细胞核提取物孵育，富集结合蛋白后进行鉴定。

适用场景：

● 已知DNA序列（如增强子、启动子），找结合蛋白；

● 验证特定DNA元件与蛋白的互作。

 

蛋白质-RNA互作检测技术  

1 RIP-seq / iRIP-seq / eCLIP-seq
原理： 

 

● RIP-seq：利用抗体捕获蛋白-RNA复合物，测序鉴定结合的RNA；

● iRIP-seq（紫外交联免疫沉淀）：通过UV交联固定直接互作，酶切RNA提高分辨率；

● eCLIP-seq：引入Input对照，无需同位素，分辨率更高，更适合直接互作分析。

适用场景：  

● 已知蛋白，找其结合的RNA；

● 研究RNA结合蛋白（RBP）的功能。

● 研究经典RNA结合蛋白：iRIP或eCLIP

● 研究非经典RNA结合蛋白：RIP或iRIP

● 研究直接结合的RNA：eCLIP

● 需要高分辨率数据：eCLIP

 

2 RNA Pull-down
原理：

 

将体外转录的RNA进行生物素标记，与细胞裂解液共同孵育后，通过链霉亲和素磁珠富集与RNA相互作用的蛋白质，最后通过WB或质谱进行鉴定。

适用场景：  

● 鉴定与特定RNA结合的蛋白

● 鉴定与特定RNA结合的其他RNA：例如，研究IncRNA与miRNA的相互作用。

● 研究RNA的酬译调控：鉴定与mRNA结合的翻译调控因子。

● 研究RNA的定位：确定与特定RNA结合的定位蛋白。

● 研究RNA在细胞内的定位验证RNA与蛋白质的相互作用。

● 作为其他实验手段(如RIP,CLIP)的体外验证。

 

3 ChIRP
原理：

 

通过设计与目标RNA序列反向互补的生物素探针（22 nt），把目标RNA拉下来以后，与其共同作用的DNA染色体片段就会附到链霉亲和素磁珠上，最后通过qRT-PCR或测序来测定目的RNA、DNA序列，亦或是通过Western或质谱分析来测定蛋白。

适用场景：  

● 可研究细胞体内互作；

● 既同时可研究RNA、蛋白质和DNA形成的复合体之间的互作；也可研究它们之间的两两互作；

● 寻找与目的lncRNA结合的蛋白，可不受lncRNA长度的限制。

 

如何选择合适的技术？

1 已知蛋白，找互作分子
● 找蛋白 → IP、Co-IP、GST pulldown、酵母双杂交

 

● 找RNA →RIP-seq、iRIP-seq、eCLIP-seq（直接结合的用eCLIP-seq）

● 找DNA → ChIP-seq、CUT&Tag、ChIP-exo（样本少选CUT&Tag，要高分辨率选ChIP-exo）

2 已知RNA，找互作分子

● 找蛋白 →RNA pulldown、ChIRP

● 找DNA → ChIRP

● 找RNA → ChIRP

3 已知DNA，找互作蛋白
● DNA Pulldown
分子互作技术正在朝着更高分辨率、更低样本量、更全面的多组学整合方向发展。选择合适的技术不仅要考虑目标分子类型，还要结合样本条件、分辨率需求、是否需区分直接/间接互作等因素。

 

希望这篇科普能帮助您更好地理解这些技术，并在实际科研中做出更明智的选择。如果您有具体的研究需求，也欢迎进一步交流与合作！