Combining CRISPRi and metabolomics for functional annotation of compound libraries.
Combining CRISPRi and metabolomics for functional annotation of compound libraries.
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DOI：
10.1038/s41589-022-00970-3
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发表时间：
2022-05
影响因子：
14.8
通讯作者：
Zampieri M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Anglada-Girotto M;Handschin G;Ortmayr K;Campos AI;Gillet L;Manfredi P;Mulholland CV;Berney M;Jenal U;Picotti P;Zampieri M
小分子的分子图谱提供了对化合物功能的宝贵见解，并允许产生关于小分子直接靶标和次要效应的假说。然而，目前的分析方法要么在可测量参数的数量上受到限制，要么在吞吐量上受到限制。在这里，我们开发了一个多路的、无偏见的框架，通过将基因与药物诱导的近1000种代谢物的变化联系起来，允许高通量地对大肠杆菌中的化合物文库进行功能注释。首先，我们从所有主要基本生物过程中对352个基因的(CRISPR)干扰生成了代谢变化的参考图谱。接下来，基于基因与1342种药物引起的代谢变化的比较，我们对化合物的功能进行了从头预测，并揭示了具有非传统作用模式的抗菌药。我们表明，我们的框架，结合了动态基因沉默和代谢组学，可以作为一种全面的高通量分析化合物功能的一般策略，从细菌到人类细胞系。
Molecular profiling of small-molecules offers invaluable insights into the function of compounds and allows for hypothesis generation about small molecule direct targets and secondary effects. However, current profiling methods are either limited in the number of measurable parameters or throughput. Here, we developed a multiplexed, unbiased framework that, by linking genetic to drug-induced changes in nearly a thousand metabolites, allows for high-throughput functional annotation of compound libraries in Escherichia coli. First, we generated a reference map of metabolic changes from (CRISPR) interference with 352 genes in all major essential biological processes. Next, based on the comparison of genetic with 1342 drug-induced metabolic changes we made de novo predictions of compound functionality and revealed antibacterials with unconventional Modes of Action. We show that our framework, combining dynamic gene silencing with metabolomics, can be adapted as a general strategy for comprehensive high-throughput analysis of compound functionality, from bacteria to human cell lines.
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