精確轉錄因子結合位點繪圖

紐約大學的生物學家最近確定了胚胎髮育過程中轉錄因子（transcription factors，TFs）如何指導基因調控，研究結果有助於闡明在胚胎成熟期，細胞如何獲得不同功能。

「掌握轉錄因子活動控制高等生物發育的基本原理非常有用，」紐約大學生物學系教授Stephen Small說。「更具體地講，這項機理的發現為由於轉錄因子受到干擾的突變基因導致胚胎髮育深層破壞和一系列疾病提供了一個潛在的治療途徑。」

這項研究發表於《Genes & Development》，參與研究的機構還包括哈佛醫學院和約翰霍普金斯。

數百種轉錄因子在不同個體細胞類型中按照不同組合類型表達，伴隨胚胎髮育進行，還在不斷變化，這讓生物學家很難準確地理解轉錄因子如何控制胚胎髮育。

而且許多研究結果甚至自相矛盾。例如，生化實驗表明一個家族中與相同DNA序列相結合的TFs，在遺傳學實驗中卻被證明它們在發育胚胎細胞中的活性非常不同。

「因此，我們才應該確定某個特定TF的結合位點和它將要激活的靶基因，」Small解釋道。

以博後學者Rhea Datta為首的科學家們研究了果蠅的兩個相似的TFs（Bicoid [Bcd]和Orthodenticle [Otd]），過去的研究顯示，它們與一段相同的DNA序列（TAATCC）結合。

研究人員直接繪製了Bcd和Otd在胚胎中的整個遺傳區域結合圖譜，結果顯示一些區域可以結合兩種蛋白，另一些區域只能結合二者之一。進一步研究發現，實際上兩種蛋白的結合偏好與它們的共用TAATCC序列相比僅有一個鹼基之差，此外，Bcd的結合僅發生在包含另外兩種TFs結合位點的基因組區域，這兩種TFs可能有助於Bcd的結合。

至此，一個TFs與之結合、控制基因表達、決定細胞命運的精確DNA序列終於水落石出。

原文標題

A feed-forward relay integrates the regulatory activities of Bicoid and Orthodenticle via sequential binding to suboptimal sites

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