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Nature Biotechnology:可取代ChIP-seq的新技术
生物体内的所有细胞都携带着相同的遗传物质——DNA。不同细胞读取和表达不同的部分,从而实现特异性的功能。比如说,神经细胞表达的基因帮助它们给其他神经细胞传递信息,而免疫细胞表达基因帮助它们合成抗体。

这样的基因表达受到转录因子的控制,但人们一直很难定位功能性转录因子在DNA上的结合位点。之前的全基因组分析让人感到更加困惑,似乎转录因子在DNA上到处结合,甚至结合在不开关基因的地方。

日前,Stowers医学研究所的研究人员开发了一个能够在基因组中精确定位转录因子结合位点的新技术,该技术分辨率很高,大大优于之前的分析方法。这一成果发表在三月九日的Nature Biotechnology杂志上。

研究显示,功能性的转录因子结合位点存在清晰的印迹,也就是说转录因子结合在特定的序列上。而那些可疑的结合位点并没有特定的模式,非常散乱。

“我们鉴定了转录因子结合位点独有的序列模体(motif),还发现了其他与结合特异性有关的序列。现在我们有了更多的信息,这些信息有助于理解转录因子如何作用于遗传密码进而影响表达,”Stowers研究所的Julia Zeitlinger博士说,这篇文章的第一作者还包括他的同事Qiye He和Jeff Johnston

十五年来,人们在染色质免疫沉淀(ChIP)的基础上,开发了许多在基因组中定位转录因子结合的技术,包括ChIP-chip、ChIP-seq、ChIP-exo等等。不过这些技术都存在一定的问题,而Zeitlinger等人找到了解决问题的方法。

通常人们在制备链进行分析时,会添加额外的序列作为测序起始点。这种制备一般包括两个“连接”步骤,先在样本前面加一段,再在样本后面加一段。Zeitlinger等人实现了一步“连接”法,他们在DNA样本后面加上一段序列,然后让DNA链成环。他们的连接DNA中含有随机条码,可以捕捉测序过程中出现的任何错误。

Zeitlinger在此基础上开发出了能够定位转录因子结合的ChIP-nexus(ChIP experiments with nucleotide resolution through exonuclease, unique barcode and single ligation)。他们用这一技术定位了四种众所周知的蛋白(人TBP和果蝇NF-kappaBTwist和Max),结果表明ChIP-nexus在分辨率和特异性上比现有的ChIP-seq要好得多。

转录因子可能会在某个序列上暂时停留以寻找正确的位点,这会成为转录因子结合分析中的背景噪声。ChIP-nexus能够从这样的噪声中鉴别出真正的转录因子足迹,即转录因子与特定序列长时间的紧密结合。这项研究鉴定了一组更好的转录因子足迹,为研究转录因子的结合偏好提供了更为详细的序列信息。

Zeitlinger认为,ChIP-nexus技术是这一领域中的重要进步,将最终在基因调控研究中取代ChIP-seq。

转自:http://www.ebiotrade.com/

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