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新技術捕獲基因調控關鍵蛋白

日期:2012-01-29 08:49:35

來自美國賓州大學的研究人員發表了題為“Genome-wide structure and organization of eukaryotic pre-initiation complexes”的文章,報道了一種能用于繪制染色體解讀和調控的蛋白圖譜的新技術,這種技術能精確的指出其中關鍵蛋白的位置,以及其調控作用,相關成果公布在118Nature雜志在線版上,同時這一研究組的其它成果也公布在了Cell雜志上。

領導這一研究的是賓州大學首席研究員B. Franklin Pugh教授,他的研究組一直致力于染色體相關圖譜的構建,他們曾在2007年報道了首個核小體高清晰圖譜,顯示了控制核小體的特定關鍵基因的位點,以及這些位于DNA重要轉錄啟動子位點的核小體,控制特定基因開啟/關閉的機制。

 

眾所周知,染色體是細胞內攜帶基因信息的重要構成元件,染色體上特異性蛋白與核小體的結合方式,將能決定是形成大腦細胞,還是肝臟細胞,抑或是癌癥細胞,十分重要。然而迄今為止,要想準確判斷這些蛋白結合在染色體的什么位置,還十分困難。

 

在這些文章中,研究人員提出了一種新型的技術工具,利用這種工具,研究人員能準確了解這些蛋白的位置,并且這種方法還有可能在蛋白調控,或者未能調控整個基因組的時候,進行高分辨率拍攝,從而有助于科學家們解析這些關鍵的過程。

 

首先,研究人員采用了一種稱為核酸外切酶的工具,來去除未有基因調控蛋白結合的DNA序列,然后他們分析每個保留下來的,能結合蛋白的DNA束,確定具體的核苷酸序列,Pugh教授說,“這種技術——稱為ChIP-exo,優于其它技術之處在于其能將結合位點中上百萬,上億的基因組核苷酸,縮小到某個確定的核苷酸”,“這種進步就像是從低分辨率,240P的電視機,發展到了高清晰度,1080p的家庭影院系統,針對基因如何調控的這個問題,帶來了空前的新感受。”

 

ChIP-exo技術還能去除檢測系統中的大量背景,低背景技術能分析更多的結合位點,增加2-5倍,為某種蛋白如何調控基因的,提供更加完整的圖譜,同時還能加大科學家們對于基因組中這些蛋白結構組織的作用,更廣泛的理解。更復雜的圖譜也有助于科學家了解正常人類發育,或者疾病發生過程中,基因途徑的具體細節。


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