人正常組織細胞基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控是生物基因表達調(diào)控層次中Z關(guān)鍵的一層, 轉(zhuǎn)錄因子(TFs)通過特異性結(jié)合調(diào)控區(qū)域的DNA序列來調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄過程。其中, 基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子通過與RNA聚合酶在轉(zhuǎn)錄起始位點附近的啟動子區(qū)的相關(guān)作用在實現(xiàn)基因的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)錄中起著關(guān)鍵作用; 而調(diào)控性轉(zhuǎn)錄因子則通過與增強子結(jié)合在組織發(fā)育、細胞分化等基因表達水平調(diào)控中發(fā)揮著極其重要的作用。 所以, 理解轉(zhuǎn)錄因子與結(jié)合位點間的相互作用是準(zhǔn)確揭示轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制、構(gòu)建轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵所在。轉(zhuǎn)錄因子及其DNA結(jié)合位點的鑒定, 以及它們構(gòu)成的基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建已經(jīng)成為目前生物信息學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)研究的重點領(lǐng)域, 也是生命科學(xué)研究的前沿?zé)狳c。

1 轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控機理研究的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

轉(zhuǎn)錄調(diào)控及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)的搭建是目前分子細胞生物學(xué)研究中的一個熱點領(lǐng)域, 而研究轉(zhuǎn)錄因子與靶基因間的相互作用及識別轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點 (transcription factor binding sites, TFBSs)是理解轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制的關(guān)鍵。要弄清楚這些轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控基因表達的分子機制, 就必須鑒定出這些轉(zhuǎn)錄因子全部的靶基因并構(gòu)建其操縱的轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。

1.1 傳統(tǒng)研究技術(shù)

基因轉(zhuǎn)錄過程的激活、抑制和調(diào)節(jié)主要通過轉(zhuǎn)錄因子蛋白與其在基因組序列中對應(yīng)位置的結(jié)合位點之間的交互作用來實現(xiàn)。轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子有序地結(jié)合在目標(biāo)基因不同調(diào)控區(qū)域中的特殊位點, 啟動基因的轉(zhuǎn)錄和控制基因的轉(zhuǎn)錄效率。這些位點被稱為轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(TFBSs)。因此, 轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點是轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合到靶基因上的一段DNA基序, 長度范圍從幾個堿基到十幾個堿基之間。由于同一轉(zhuǎn)錄因子往往同時調(diào)控若干個基因, 同時不同轉(zhuǎn)錄因子通過相互作用也可以協(xié)同調(diào)控同一靶基因, 轉(zhuǎn)錄因子與靶基因之間的相互作用也具有不同程度的特異性和親和性, 所以不同基因上的結(jié)合位點保守性較弱。較短的DNA寡片段在規(guī)模較大基因組中重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)很多; 同一轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點又具有一定的可變性, 這給TFBS的識別研究帶來了困難, 盡管科研工作者對TFBS研究已有多年, 但大多數(shù)轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控靶基因的具體調(diào)控模式仍不明朗。

轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合實驗(transcription factor assay)、電泳遷移率變動分析(electrophoretic mobility shift assay)、DNase I足印法(DNase I footprinting)、酵母單雜交系統(tǒng)等實驗技術(shù)是識別轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點的傳統(tǒng)方法。雖然, 這些技術(shù)可以逐一鑒別出與特定轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合的DNA序列片段, 但由于它們很難充分反映生理情況下DNA與蛋白相互作用的情況, 也很難捕捉到在染色質(zhì)水平上基因表達調(diào)控的動態(tài)瞬時事件, 人正常組織細胞加上昂貴的費用及較長的時間花費說明已顯然不適合開展后基因組時代DNA轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點的鑒定。近年, 染色質(zhì)免疫沉淀技術(shù) (ChIP)被廣泛用于研究體內(nèi)轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子與靶基因啟動子上特異性核苷酸序列的結(jié)合, 并已成為研究染色質(zhì)水平基因表達調(diào)控的Z標(biāo)準(zhǔn)有效的方法。
200    Malt Extract Broth    用于酸性罐頭食品商業(yè)無菌檢驗    麥芽浸膏湯   
250    Mn2+Nutrient Agar    用于嗜熱需氧芽孢桿菌的檢驗    錳鹽營養(yǎng)瓊脂  
250    Egg Yolk Agar Base    加入卵黃，用于厭氧梭狀芽孢桿菌的分離培養(yǎng)    卵黃瓊脂基礎(chǔ)   
100    Dried Meat Particle    加入皰肉基礎(chǔ)，配成皰肉培養(yǎng)基    皰肉牛肉粒  
250    Buffered Listeria Enrichment Broth    用于李氏菌的增菌培養(yǎng)(MercK標(biāo)準(zhǔn))    緩沖李氏菌增菌肉湯基礎(chǔ)
1ml*5支    Buffered Listeria Enrichment Broth Supplement    每支加入225ml緩沖李氏菌增菌肉湯基礎(chǔ)中    緩沖李氏菌增菌肉湯基礎(chǔ)添加劑
250    PALCAM Agar    用于單增李氏菌選擇性分離    PALCAM 瓊脂
1mg/支*10    PALCAM Supplement    添加到HB4188中，用于李氏菌的選擇性分離培養(yǎng)    PALCAM添加劑
人正常組織細胞