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转录因子如何探索基因组

转录因子(TFs)是调节基因转录的蛋白质,这是制造蛋白质的第一步。TF的工作方式是搜索整个基因组并结合调节基因的特定区域,使它们“开启”或“关闭”。已知TF不仅与特定的DNA序列结合,而且与非特异性DNA结合非特异性结合。

这种非特异性结合可以通过允许它们沿着DNA滑动来显着增加TF发现其特定靶位点的能力。然而,我们不了解超过1,500个人类TF的效率如何变化来扫描大量基因组,定位和绑定特定位点。

现在,EPFL生物工程研究所的David Suter实验室已经找到了一种方法来预测不同TF在活细胞中扫描基因组的效率。科学家通过研究它们如何与“有丝分裂”染色体结合来研究小鼠中的501个TF,这种特性与TFs以非特异性方式与DNA结合的能力有关。

利用光漂白实验和单分子成像,科学家们发现细胞核中TF的运动和它们发现结合位点的效率可以通过有丝分裂染色体结合来预测。

通过将这些实验与全基因组中的TF作图相结合,他们发现不同的TF在发现其位点的能力上有三个数量级的变化。因此,具有强的非特异性DNA结合特性的TF与有丝分裂染色体结合,在细胞核中缓慢移动,并且特别有效地发现它们需要结合的特定序列以调节基因表达。

“转录因子在扫描基因组以发现其特异性结合位点的能力方面差异很大,这些差异可以通过简单地观察它们与有丝分裂染色体结合的程度来预测,”David Suter说。“即使在低浓度下表达时,搜索基因组中最有效的转录因子也能够推动基因表达模式的广泛变化,因此对细胞命运决策过程尤为重要。”

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