生物體內(nèi)的所有細(xì)胞都攜帶著相同的遺傳物質(zhì)——DNA。不同細(xì)胞讀取和表達(dá)不同的部分，從而實(shí)現(xiàn)特異性的功能。比如說(shuō)，神經(jīng)細(xì)胞表達(dá)的基因幫助它們給其他神經(jīng)細(xì)胞傳遞信息，而免疫細(xì)胞表達(dá)基因幫助它們合成抗體。

這樣的基因表達(dá)受到轉(zhuǎn)錄因子的控制，但人們一直很難定位功能性轉(zhuǎn)錄因子在DNA上的結(jié)合位點(diǎn)。之前的全基因組分析讓人感到更加困惑，似乎轉(zhuǎn)錄因子在DNA上到處結(jié)合，甚至結(jié)合在不開(kāi)/關(guān)基因的地方。

日前，Stowers醫(yī)學(xué)研究所的研究人員開(kāi)發(fā)了一個(gè)能夠在基因組中精確定位轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)的新技術(shù)，該技術(shù)分辨率很高，大大優(yōu)于之前的分析方法。這一成果發(fā)表在三月九日的Nature Biotechnology雜志上。

研究顯示，功能性的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)存在清晰的印跡，也就是說(shuō)轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合在特定的序列上。而那些可疑的結(jié)合位點(diǎn)并沒(méi)有特定的模式，非常散亂。

“我們鑒定了轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)獨(dú)有的序列模體（motif），還發(fā)現(xiàn)了其他與結(jié)合特異性有關(guān)的序列?，F(xiàn)在我們有了更多的信息，這些信息有助于理解轉(zhuǎn)錄因子如何作用于遺傳密碼進(jìn)而影響表達(dá)，”Stowers研究所的Julia Zeitlinger博士說(shuō)，這篇文章的第一作者還包括他的同事Qiye He和Jeff Johnston。

十五年來(lái)，人們?cè)?span lang="EN-US">染色質(zhì)免疫沉淀（ChIP）的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了許多在基因組中定位轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合的技術(shù)，包括ChIP-chip、ChIP-seq、ChIP-exo等等。不過(guò)這些技術(shù)都存在一定的問(wèn)題，而Zeitlinger等人找到了解決問(wèn)題的方法。

通常人們?cè)谥苽?span lang="EN-US">DNA鏈進(jìn)行分析時(shí)，會(huì)添加額外的序列作為測(cè)序起始點(diǎn)。這種制備一般包括兩個(gè)“連接”步驟，先在樣本前面加一段，再在樣本后面加一段。Zeitlinger等人實(shí)現(xiàn)了一步“連接”法，他們?cè)?span lang="EN-US">DNA樣本后面加上一段序列，然后讓DNA鏈成環(huán)。他們的連接DNA中含有隨機(jī)條碼，可以捕捉測(cè)序過(guò)程中出現(xiàn)的任何錯(cuò)誤。

Zeitlinger在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出了能夠定位轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合的ChIP-nexus（ChIP experiments with nucleotide resolution through exonuclease, unique barcode and single ligation）。他們用這一技術(shù)定位了四種眾所周知的蛋白（人TBP和果蠅NF-kappaB、Twist和Max），結(jié)果表明ChIP-nexus在分辨率和特異性上比現(xiàn)有的ChIP-seq要好得多。

轉(zhuǎn)錄因子可能會(huì)在某個(gè)序列上暫時(shí)停留以尋找正確的位點(diǎn)，這會(huì)成為轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合分析中的背景噪聲。ChIP-nexus能夠從這樣的噪聲中鑒別出真正的轉(zhuǎn)錄因子足跡，即轉(zhuǎn)錄因子與特定序列長(zhǎng)時(shí)間的緊密結(jié)合。這項(xiàng)研究鑒定了一組更好的轉(zhuǎn)錄因子足跡，為研究轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合偏好提供了更為詳細(xì)的序列信息。

Zeitlinger認(rèn)為，ChIP-nexus技術(shù)是這一領(lǐng)域中的重要進(jìn)步，將最終在基因調(diào)控研究中取代ChIP-seq。