Nature子刊:鑒定增強子全新方法
日期:2014-03-26 08:56:53
增強子是能夠加強特定基因表達的DNA序列。日期,勞倫斯伯克利國家實驗室(Berkeley Lab)的研究團隊,開發了一個能在人類和其他哺乳動物基因組中鑒定基因增強子的新技術。文章于三月二十三日發表在Nature Methods雜志的網站上。
這一技術被稱為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,可鑒定遠距離作用的增強子。據研究人員介紹,SIF-seq彌補了ChIP-seq等現有基因組工具的不足。
“雖然ChIP-seq是鑒定增強子的有力工具,但它有時會遺漏真正的增強子,或者將其他位點錯認為是增強子,”文章的第一作者Diane Dickel說。“盡管SIF-seq目前一次只能測試數百個位點的增強子活性,但它比ChIP-seq更加準確,可以很好的對ChIP-seq結果進行評估和驗證。”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子在正常細胞發育和疾病發展中的重要作用,于是開始廣泛鑒定和分析這種調控元件。不過這項工作并不容易,因為增強子并不需要直接定位在目的基因旁邊,距離很遠也可以發揮作用。此外,許多增強子的活性只限于特定的組織或細胞類型,這無疑使問題變得更加復雜。
“舉例來說,腦部增強子通常不會在心臟細胞中表達,這意味著我們必須在正確的細胞類型中測試增強子活性,”Dickel說。“我們的研究顯示,SIF-seq可以用來鑒定在心肌細胞、神經前體細胞、胚胎干細胞中活躍的增強子。我們認為這一技術還可以用于更廣泛的細胞類型。”
在SIF-seq中,研究人員將需要進行測試的DNA片段與報告基因相連,并其導入胚胎細胞基因組中的一個可重復位點。在這一系統中,每一個胚胎細胞只擁有一組DNA片段-報告基因。隨后,人們可以通過熒光激活的細胞分選,鑒定并獲取報告基因出現強表達的細胞,這些細胞擁有著活躍的增強子。
“此前的哺乳動物增強子分析,一般使用短暫表達的質粒。與此不同的是,SIF-seq需要將潛在的增強子插入到單個基因組位點中去,”Visel說。“因此,我們是在可重復得染色體環境中對增強子活性進行評估。此外,SIF-seq使用了胚胎干細胞,這些細胞經過分化可以形成多種與疾病相關的細胞,允許我們在特定的細胞類型中檢測增強子活性。”
Pennacchio 說:“目前,SIF-seq技術的應用,受到了干細胞分化方案的局限,而且研究中并未測試物種特異性增強子的活性。不過這是一個很有潛力的技術,可以在特定細胞難于獲得的情況下,幫助人們更準確的鑒定哺乳動物基因組中的增強子。
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