細胞的行為由蛋白決定，但是常見的DNA測序，或者芯片分析實驗并不能告訴我們一個蛋白的指令到底是什么。在蛋白翻譯過程中和翻譯后，酶，脂類，蛋白和糖類會對新合成蛋白上的氨基酸進行修飾，從而導致即使是相同的遺傳序列得到的蛋白，其功能也不盡相同的。

近年來科學家們越來越關注蛋白修飾，也初步了解了一些蛋白修飾何時出現(xiàn)，這些修飾的作用是什么，比如說磷酸基團修飾能失活，或者激活酶；線粒體蛋白賴氨酸上的乙酰基團修飾會導致代謝改變；組蛋白肽段上的甲基化修飾則能調控基因表達；SUMO蛋白修飾更是會影響到細胞凋亡，神經退行性病變等多個重要細胞進程。

但是這還遠遠不夠，對于哪些肽段會被修飾，在哪兒修飾，這些修飾如何發(fā)生，對于細胞的影響是什么，我們知之甚微。現(xiàn)代質譜分析技術能分析一些類似磷酸化修飾的簡單蛋白修飾，但是要找到像是SUMO蛋白這樣的修飾卻存在技術上的門檻，研究修飾蛋白的功能更還是處于嬰兒期。不過隨著新技術的不斷推陳出新，我們對于蛋白修飾的了解也越來越多，在著名的The Scientist雜志上，幾位專家就這一方法，提出了一些新穎的方法，克服了蛋白修飾研究中的難題。

自己組裝核小體

在哺乳動物基因組中，組蛋白有很多修飾形式，比如一個核小體由兩個H2A，兩個H2B，兩個H3，兩個H4組成的八聚體和147bp纏繞在外面的DNA組成，組成核小體的組蛋白的核心部分狀態(tài)大致是均一的， 游離在外的N-端則可以受到各種各樣的修飾，包括組蛋白末端的乙酰化, 甲基化, 磷酸化, 泛素化，ADP核糖基化等等，這些修飾都會影響基因的轉錄活性。

這些修飾蛋白能傳遞各種各樣的信息，幫助識別DNA和組蛋白，雖然之前在這方面進行了不少研究，但是科學家們仍然不清楚組蛋白翻譯后修飾是如何改變這些相互作用的蛋白結構，從而能產生“帶有生物學意義的信號”。

來自劍橋大學Gurdon研究院的研究人員在這方面作出的努力，他們利用修飾后組蛋白，以及甲基化DNA自己組裝核小體，然后觀察這些蛋白會如何作用。為了能組裝核小體，研究人員首先在細菌中分別表達了人類組蛋白，以及DNA，接下來將這些組蛋白和DNA進行純化，并給DNA加上甲基化修飾，在組蛋白上也加上甲基化肽段。然后將甲基化組蛋白和DNA組裝成核小體，最后把這個核小體連接到一個瓊脂糖磁珠上，浸泡在從人類細胞分離的核蛋白中，這樣就能觀察到蛋白的相互作用了。

通過這個方法，研究人員分析了單個核小體中的組蛋白修飾和DNA修飾，不過這只是冰山一角，他們希望能進一步分析多個核小體中的不同組蛋白修飾復合作用。

但是這種技術實際上并不簡單，制造組裝核小體十分花費時間，要求的實驗技術也高，每個步驟都需要純化，加上準備材料的時間，一般一個項目要耗時幾個月。

雖然這么說，但這樣做還是值得的，過去研究人員只能僅僅分析蛋白與修飾組蛋白之間的單個反應，而這一新技術能幫助我們分析纏繞在DNA上的整個組蛋白相互作用。研究核小體中的組蛋白能揭示這些三維結構是如何通過與蛋白相互作用，改變傳遞信息的，這是無法從單個肽段分析中能獲得的。