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(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，可鑒定遠距離作用的增強子。據(jù)研究人員介紹，SIF-seq彌補了ChIP-seq等現(xiàn)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(shù)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(jié)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(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(fā)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(fù)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(jīng)前體細胞、胚胎干細胞中活躍的增強子。我們認為這一技術(shù)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(fù)位點。在這一系統(tǒng)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(xiàn)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(zhì)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(fù)得染色體環(huán)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(jīng)過分化可以形成多種與疾病相關(guān)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(shù)的應(yīng)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(shù)，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。
