《Nature | 人类序列特异性转录因子的位置依赖性功能》

  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-07-19
  • 2024年7月17日,华盛顿州立大学等机构的研究人员在Nature发表了题为Position-dependent function of human sequence-specific transcription factors的文章。

    转录活动的模式是通过启动子或增强子等调控元件编码到我们的基因组中的,但矛盾的是,这些调控元件包含类似的序列特异性转录因子(TF)结合位点。了解这些序列基调如何编码多个(通常是重叠的)基因表达程序,对于理解基因调控以及非编码DNA突变在疾病中的表现至关重要。

    该研究从单个转录起始位点(TSS)的角度研究基因调控,利用自然遗传变异、内源性 TF 蛋白水平的扰动以及对天然和合成调控元件的大规模并行分析,表明 TF 结合对转录起始的影响与位置有关。通过分析 TF 结合位点相对于 TSS 的出现情况,研究人员发现了几个具有高度优先定位的图案。研究人员发现,这些模式是 TF 不同功能特征的组合--许多 TF,包括 NRF1、NFY 和 Sp1 等典型激活因子,会根据它们相对于 TSS 的精确位置激活或抑制转录启动。 因此,TFs 及其间距共同引导着转录启动的位点和频率。更广泛地说,这些发现揭示了类似的TF结合位点如何根据其空间配置产生不同的基因调控结果,以及DNA序列多态性如何导致转录变异和疾病,并强调了TSS数据在解码基因组调控信息中的关键作用。

相关报告
  • 《Science | 人类基因组转录起始的序列基础》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-04-29
    • 2024年4月26日,得克萨斯大学西南医学中心的研究人员在 Science 期刊发表了题为Sequence basis of transcription initiation in the human genome的文章。 转录起始是确保任何基因正常功能必不可少的一个过程,但我们仍然缺乏对序列模式和规则的统一认识,而这些模式和规则可以解释人类基因组中的大多数转录起始位点。 通过利用深度学习启发的可解释模型 Puffin 以碱基对分辨率预测序列中的转录起始点,研究人员发现一小套简单的规则就能解释大多数人类启动子的转录起始点。研究人员确定了有助于人类启动子活性的关键序列模式,每种模式都以不同的位置特异性效应激活转录。此外,研究人员还解释了启动子双向转录的序列基础,确定了不同细胞类型启动子序列与基因表达变异之间的联系,并探索了不同哺乳动物物种转录启动序列决定因素的保护。
  • 《Nature | 239灵长类动物基因组中受限序列元件的鉴定》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2023-12-04
    • 2023年11月29日,美国 Illumina公司等机构在Nature上发表了题为Identification of constrained sequence elements across 239 primate genomes的文章。 非编码DNA对于我们理解人类基因调控和复杂疾病至关重要,测量进化序列约束可以确定人类基因组中推定的调控元件的功能相关性。与蛋白质编码DNA相比,非编码DNA的进化更快,分离灵长类动物物种的时间相对较短,以及以前全基因组测序的可用性有限,阻碍了鉴定在灵长类动物中特异性受到限制的基因组元件。 该研究构建了239个物种的全基因组比对,代表了灵长类动物中所有现存物种的近一半。使用该资源,研究人员以5% 的错误发现率鉴定了在灵长类动物和其他哺乳动物中处于选择性约束下的人类调控元件。研究人员检测到111318个DNase I超敏性位点和267410个转录因子结合位点,这些位点在灵长类动物中特异性受到限制,但在其他胎盘哺乳动物中不受限制,并验证了它们对基因表达的顺式调控作用。这些调控元件富含影响基因表达和复杂性状和疾病的人类遗传变体。该研究结果强调了近期进化在将包括人类在内的灵长类动物与其他胎盘哺乳动物区分开来的调控序列元件中的重要作用。