近日,，國(guó)際著名雜志Nature Reviews Genetics在線(xiàn)刊登了一篇評(píng)論文章“Gene regulation: Resolving transcription factor binding”，文章中,，作者解析了轉(zhuǎn)錄因子是如何進(jìn)行結(jié)合的,？
轉(zhuǎn)錄因子和DNA在活體內(nèi)的結(jié)合是一個(gè)被高度調(diào)節(jié)的過(guò)程。通過(guò)改進(jìn)在活體內(nèi)識(shí)別結(jié)合位點(diǎn)或在體外識(shí)別結(jié)合親和力的技術(shù),，3項(xiàng)研究如今改進(jìn)了我們對(duì)于轉(zhuǎn)錄因子捆綁被DNA序列或被輔因子相互作用調(diào)節(jié)的認(rèn)識(shí),。
為了增加轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)的分辨率，Rhee和Pugh改進(jìn)了已有的染色質(zhì)免疫沉淀法之后的測(cè)序（ChIP–seq）技術(shù),。ChIP–seq的局限在于一些DNA不會(huì)與不感興趣的受到污染的測(cè)序庫(kù)蛋白質(zhì)捆綁在一起,，導(dǎo)致了很高幾率的假陽(yáng)性。作為補(bǔ)償,，目前正在使用高嚴(yán)密性的數(shù)據(jù)篩選,，但這又導(dǎo)致了難以識(shí)別一些真正的結(jié)合位點(diǎn)。Rhee和Pugh于是在蛋白質(zhì)被DNA交聯(lián)后引入了一種核酸外切酶步驟,；這種做法排除了DNA側(cè)翼的交聯(lián)位點(diǎn)和DNA污染物,。他們把這種方法稱(chēng)為ChIP–exo，并用它來(lái)以比ChIP–seq更高的分辨率識(shí)別低使用率結(jié)合位點(diǎn),。例如,，在人類(lèi)細(xì)胞中，他們能夠比之前的報(bào)道識(shí)別出更多的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子CTCF的結(jié)合位點(diǎn),。
序列特異性并非是蛋白質(zhì)—DNA結(jié)合的唯一調(diào)節(jié)因子,；一些擁有未知DNA結(jié)合域的輔因子蛋白質(zhì)能夠形成具有轉(zhuǎn)錄因子并可調(diào)節(jié)其活性的復(fù)合物。Slattery等人將配體系統(tǒng)進(jìn)化指數(shù)富集（SELEX）技術(shù)——用來(lái)確定針對(duì)一個(gè)DNA序列的蛋白質(zhì)特異性——和高通量測(cè)序耦合在一起,，從而確定輔因子如何調(diào)節(jié)DNA的結(jié)合優(yōu)先性,。作者利用這種SELEX–seq方法研究了是否果蠅的輔因子外突（EXD）能夠調(diào)節(jié)所有8種同源（HOX）轉(zhuǎn)錄因子的DNA結(jié)合特異性,。盡管它們具有不同的功能，這些蛋白質(zhì)在體外都能夠結(jié)合到高度相關(guān)的序列,。作者發(fā)現(xiàn),，EXD結(jié)合HOX蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)了這些蛋白質(zhì)的序列特異性。他們確定了3類(lèi)結(jié)合位點(diǎn)的優(yōu)先性,，在果蠅的發(fā)育過(guò)程中,，HOX蛋白質(zhì)域的表達(dá)沿著軸線(xiàn)的前后共線(xiàn)；因此,，這些結(jié)合優(yōu)先性在一定程度上解釋了HOX蛋白質(zhì)的不同功能,。
在第三項(xiàng)研究中，Siggers等人將定制的蛋白質(zhì)結(jié)合微陣列（PBM）與表面胞質(zhì)基因組共振（SPR）試驗(yàn)耦合以確定沒(méi)有獨(dú)自結(jié)合DNA的輔因子如何影響轉(zhuǎn)錄因子的DNA結(jié)合特異性,。他們發(fā)現(xiàn),，為了結(jié)合到一個(gè)特別的目標(biāo)位點(diǎn)集合，酵母轉(zhuǎn)錄因子Cbf1需要一個(gè)具有Met28輔因子和Met4轉(zhuǎn)錄活化蛋白質(zhì)的復(fù)合體,。這種蛋白質(zhì)復(fù)合體及其目標(biāo)位點(diǎn)的相互作用通過(guò)來(lái)自已知Cbf1結(jié)合位點(diǎn)的一個(gè)固定距離的一個(gè)特定序列模體被提高了,。因此，缺乏任何內(nèi)生DNA結(jié)合特異性的輔因子涉及到轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合物對(duì)其目標(biāo)位點(diǎn)的補(bǔ)充,。
這3項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了DNA—蛋白質(zhì)相互作用的微妙之處,，并且在這些研究中所表現(xiàn)出的方法論的改進(jìn)將更進(jìn)一步幫助剖析這些復(fù)合體調(diào)節(jié)的相互作用。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1038/nrg3153
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Gene regulation: Resolving transcription factor binding
Hannah Stower
The binding of transcription factors to DNA in vivo is a highly regulated process. Through the refinement of techniques for identifying in vivo binding sites or in vitro binding affinities, three studies have now improved our understanding of the regulation of transcription factor binding both by DNA sequence and by cofactor interactions.
