增強(qiáng)子是能夠加強(qiáng)特定基因表達(dá)的DNA序列。日期，勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室（Berkeley Lab）的研究團(tuán)隊(duì)，開發(fā)了一個能在人類和其他哺乳動物基因組中鑒定基因增強(qiáng)子的新技術(shù)。文章于三月二十三日發(fā)表在Nature Methods雜志的網(wǎng)站上。

這一技術(shù)被稱為SIF-seq（site-specific integration fluorescence-activated cell sorting followed by sequencing），是一個無偏好的，中等通量的功能分析工具，可鑒定遠(yuǎn)距離作用的增強(qiáng)子。據(jù)研究人員介紹，SIF-seq彌補(bǔ)了ChIP-seq等現(xiàn)有基因組工具的不足。

“雖然ChIP-seq是鑒定增強(qiáng)子的有力工具，但它有時(shí)會遺漏真正的增強(qiáng)子，或者將其他位點(diǎn)錯認(rèn)為是增強(qiáng)子，”文章的第一作者Diane Dickel說。“盡管SIF-seq目前一次只能測試數(shù)百個位點(diǎn)的增強(qiáng)子活性，但它比ChIP-seq更加準(zhǔn)確，可以很好的對ChIP-seq結(jié)果進(jìn)行評估和驗(yàn)證。”這篇文章的通訊作者是Axel Visel和Len Pennacchio。

近年來，人們逐漸意識到基因增強(qiáng)子在正常細(xì)胞發(fā)育和疾病發(fā)展中的重要作用，于是開始廣泛鑒定和分析這種調(diào)控元件。不過這項(xiàng)工作并不容易，因?yàn)樵鰪?qiáng)子并不需要直接定位在目的基因旁邊，距離很遠(yuǎn)也可以發(fā)揮作用。此外，許多增強(qiáng)子的活性只限于特定的組織或細(xì)胞類型，這無疑使問題變得更加復(fù)雜。

“舉例來說，腦部增強(qiáng)子通常不會在心臟細(xì)胞中表達(dá)，這意味著我們必須在正確的細(xì)胞類型中測試增強(qiáng)子活性，”Dickel說。“我們的研究顯示，SIF-seq可以用來鑒定在心肌細(xì)胞、神經(jīng)前體細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞中活躍的增強(qiáng)子。我們認(rèn)為這一技術(shù)還可以用于更廣泛的細(xì)胞類型。”

在SIF-seq中，研究人員將需要進(jìn)行測試的DNA片段與報(bào)告基因相連，并其導(dǎo)入胚胎細(xì)胞基因組中的一個可重復(fù)位點(diǎn)。在這一系統(tǒng)中，每一個胚胎細(xì)胞只擁有一組DNA片段-報(bào)告基因。隨后，人們可以通過熒光激活的細(xì)胞分選，鑒定并獲取報(bào)告基因出現(xiàn)強(qiáng)表達(dá)的細(xì)胞，這些細(xì)胞擁有著活躍的增強(qiáng)子。

“此前的哺乳動物增強(qiáng)子分析，一般使用短暫表達(dá)的質(zhì)粒。與此不同的是，SIF-seq需要將潛在的增強(qiáng)子插入到單個基因組位點(diǎn)中去，”Visel說。“因此，我們是在可重復(fù)得染色體環(huán)境中對增強(qiáng)子活性進(jìn)行評估。此外，SIF-seq使用了胚胎干細(xì)胞，這些細(xì)胞經(jīng)過分化可以形成多種與疾病相關(guān)的細(xì)胞，允許我們在特定的細(xì)胞類型中檢測增強(qiáng)子活性。”

Pennacchio 說：“目前，SIF-seq技術(shù)的應(yīng)用，受到了干細(xì)胞分化方案的局限，而且研究中并未測試物種特異性增強(qiáng)子的活性。不過這是一個很有潛力的技術(shù)，可以在特定細(xì)胞難于獲得的情況下，幫助人們更準(zhǔn)確的鑒定哺乳動物基因組中的增強(qiáng)子。