Genes,Dev：利用基因條形碼鑒定特異性的轉(zhuǎn)錄因子

中醫(yī)世家 2024-06-03 17:27:32

2016年09月08日訊相同的DNA存在于有機(jī)體的每個(gè)細(xì)胞中，但是一些基因僅在一個(gè)給定的細(xì)胞中表達(dá)

。作為對(duì)多種生物學(xué)信號(hào)作出的反應(yīng)，這些基因由被稱作轉(zhuǎn)錄因子的蛋白所激活

。因此，不論在健康時(shí)還是在患病時(shí)

，轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)著大多數(shù)細(xì)胞過(guò)程

。

如今，在一項(xiàng)新的研究中

，來(lái)自瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出一種新的技術(shù)來(lái)鑒定參與任何一種細(xì)胞過(guò)程和對(duì)任何一種生物學(xué)信號(hào)作出的反應(yīng)的所有轉(zhuǎn)錄因子

。這種方法的應(yīng)用幾乎是無(wú)限的，不論是在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域

，還是在基礎(chǔ)生物學(xué)上

。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2016年8月15日那期Genes & Development期刊上，論文標(biāo)題為“Unbiased identification of signal-activated transcription factors by barcoded synthetic tandem repeat promoter screening （BC-STAR-PROM）”。

在接受到一種生物學(xué)信號(hào)后

，我們的每個(gè)細(xì)胞產(chǎn)生某些蛋白

，如一個(gè)胰腺β細(xì)胞合成胰島素，或者一個(gè)白細(xì)胞分泌中和微生物的抗體

。一旦被這個(gè)細(xì)胞檢測(cè)到

，這種信號(hào)激活一種生物化學(xué)級(jí)聯(lián)反應(yīng)來(lái)促進(jìn)一個(gè)給定基因的表達(dá)。負(fù)責(zé)激活這個(gè)基因的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合到位于該基因上游的啟動(dòng)子的特異性DNA序列上

。

用于準(zhǔn)確靶向的隨機(jī)DNA

論文通信作者、日內(nèi)瓦大學(xué)理學(xué)院分子生物學(xué)系名譽(yù)教授Ueli Schibler說(shuō)

，“有1000多個(gè)人轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)著大多數(shù)細(xì)胞過(guò)程

。在很多基礎(chǔ)和應(yīng)用生物學(xué)研究項(xiàng)目中，同時(shí)鑒定參與多種功能的所有轉(zhuǎn)錄因子將節(jié)省大量時(shí)間

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！睘榇耍琒chibler和他的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種原創(chuàng)性的篩選技術(shù)

。論文共同第一作者Pauline Gosselin解釋道

，“我們構(gòu)建出一種由3000多個(gè)啟動(dòng)子組成的文庫(kù)，其中每個(gè)啟動(dòng)子由重復(fù)的隨機(jī)DNA序列

、一種發(fā)光標(biāo)記和基因條形碼組成

。隨機(jī)序列的重復(fù)性極大地增加鑒定一種特異性轉(zhuǎn)錄因子的可能性?div id="4qifd00" class="flower right">

！?/p>

在利用一種生物學(xué)信號(hào)激活人細(xì)胞之前

，所有的這些啟動(dòng)子都被導(dǎo)入這些細(xì)胞當(dāng)中。論文共同第一作者Gianpaolo Rando說(shuō)道

，“在這種文庫(kù)中

，由這種信號(hào)激活的人工合成基因經(jīng)轉(zhuǎn)錄后產(chǎn)生mRNA。我們隨后通過(guò)鑒定與它們連接在一起的基因條形碼來(lái)追蹤它們

。最終

，在一個(gè)現(xiàn)存的數(shù)據(jù)庫(kù)中，這些啟動(dòng)子中含有的這些重復(fù)性的隨機(jī)DNA序列允許挑選出結(jié)合到這些序列上的轉(zhuǎn)錄因子

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一種通用的開(kāi)創(chuàng)性工具

這種方法被命名為條形碼合成串聯(lián)重復(fù)序列啟動(dòng)子（BarCoded Synthetic TAndem Repeat PROMoter, BC-STAR-PROM）篩選，是基于2013年Schibler團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的一種技術(shù)而開(kāi)發(fā)出來(lái)的

。Schibler說(shuō)

，“我們對(duì)它進(jìn)行優(yōu)化以便在單個(gè)實(shí)驗(yàn)中同時(shí)監(jiān)控大約3000個(gè)啟動(dòng)子的活性，而不是將這些啟動(dòng)子逐個(gè)地導(dǎo)入到這些細(xì)胞中

。這意味著節(jié)省大量的時(shí)間和工作

。”

這種BC-STAR-PROM技術(shù)能夠應(yīng)用于任何一個(gè)旨在探究一種生物學(xué)信號(hào)或一種化學(xué)物的細(xì)胞影響的研究項(xiàng)目中。這種具有無(wú)限應(yīng)用的開(kāi)創(chuàng)性工具能夠被用來(lái)鑒定一種藥物

、一種感染或者一種處于開(kāi)發(fā)中的治療方法激活或抑制的轉(zhuǎn)錄因子

。利用這種方法，研究人員已經(jīng)鑒定出被長(zhǎng)春花堿（vinblastine）激活的轉(zhuǎn)錄因子

，其中長(zhǎng)春花堿是一種用于治療不同腫瘤類型的化療藥物

。

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