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国度生物信息中心徐晨欢钻研组揭示转录因子在天然染色质上的动态量化特点

转录因子在染色质上的单次驻留功夫通常为几秒至几十秒。驻留功夫的动态变动会影响基因转录或染色质高级结构。使用甲醛交联来固定细胞核中蛋白质-DNA相互作用的染色质免疫共沉淀(ChIP)技术是检测转录因子在染色质上驻留水平的常用步骤。然而,通常持续10分钟的甲醛交联会以累积的方式固定短时的转录因子-DNA相互作用,从而扭曲转录因子在分歧结合位点驻留功夫的差距,侵扰对转录因子真实驻留水平的测定。在未经任何化学交联的天然染色质(native chromatin)上测定转录因子的驻留能力,有助于解析更量化的转录因子动态驻留特点及其生物学意思。

5月14日,国度生物信息中心徐晨欢钻研组在Molecular Systems Biology?期刊在线颁发了题为“A continuum of zinc finger transcription factor retention on native chromatin underlies dynamic genome organization”的钻研论文。该钻研基于优化的微球菌核酸酶(MNase)消化,开发了loMNase-seq和N-ChIP技术,以高分辨率转录因子足迹(footprint)的大局,别离测定了天然染色质上全局或特定转录因子(CTCF、MAZ、ZNF143等)的驻留位点与驻留水平。

单次ChIP尝试只能提供特定尝试前提下染色质上转录因子驻留的信息。利用天然染色质能够实时响应表部环境、动态变动的个性,钻研人员在陆续加强的NaCl浓度下发展了一组N-ChIP尝试,发现陆续加强的盐浓度能够实现从天然染色质上陆续“剥离”转录因子CTCF或MAZ的结合,阐发为更高盐浓度的N-ChIP捕获的转录因子驻留位点是更低盐浓度N-ChIP捕获的转录因子驻留位点的子集。利用在这个盐浓度梯度下测定的天然染色质上CTCF的结合信号,钻研人员进一步成立了分歧CTCF基序(motif)的“耐盐得分”——S-score,作为反映CTCF蛋白在天然染色质分歧基序上实时驻留能力的量化指标。与从交联ChIP,以及其它天然染色质有关尝试(CUT&RUN,CUT&Tag等)获得的CTCF量化驻留信息相比,S-score能够更好地诠释这些CTCF基序的序列特点、CTCF驻留对锌离子褫夺蹬爪激前提的耐受能力,以及由这些CTCF基序介导的染色质环(chromatin loops)等高级结构在锌离子褫夺前提下的差距不变性。这充分展示了使用N-ChIP技术在天然染色质上钻研染色质高级结构实时变动法规的巨大优势。

综上,该钻研定量测定了CTCF、MAZ等转录因子在天然染色质上的驻留水平,揭示了天然染色质上转录因子的差距驻留水平是染色质高级结构动态特点的基础,为转录因子调控领域的钻研提供了两个新的尝试工具,以及一套以递增盐浓度为基础的定量分析步骤。

国度生物信息中心徐晨欢钻研员为本文的通讯作者,博士钻研生胡思玲和刘扬影为本文的共同第一作者。该钻研得到了国度天然科学基金、国度沉点研发打算等项主张赞助。

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天然染色质上转录因子的差距驻留水平组成染色质高级结构动态特点的基础

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