转录因子结合位点共现研究进展-论文.pdf

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1、中国生物工程杂志ChinaBiotechnology，2012，32(9)：87—94转录因子结合位点共现研究进展术李嘉平张先文陈信波。(1作物基因工程湖南省重点实验室长沙4101282湖南农业大学生物科学技术学院长沙410128)摘要在启动子区域中，通常存在多个转录因子结合位点(transcriptionfactorbindingsite，TFBS)与不同或相同的转录因子结合。这些TFBS，不但将转录因子与目标基因联系起来，还间接提供了转录因子间协同作用的线索。而转录因子问的协同作用，是转录调控网络的重要组成部分。因此．识别在一个启动子区域同时出现的多个TF

2、BS是构建转录调控网络的重要途径。在启动子区域成对出现的TFBS，通常用配对模体(motifpair)来表示。由多个TFBS构成的调控区域则通常被称为顺式调控模块(CRM。c／s．regulatorymodules)。配对模体与CRM的识别算法利用了它们的保守性、位置与距离偏好性以及调控基因共表达等特性提高识别的准确性。根据TFBS的共现构建转录调控网络仍然具有较大的局限性，多种不同数据来源的整合是未来的研究方向。关键词转录因子结合位点配对模体顺式调控模块转录调控网络中图分类号Q7则可能是顺式调控模块的一部分。二者的关系如图11引言所示。目前关于TFBS聚集现

3、象的研究也主要集中在转录因子(transcriptionfactor)与启动子区域对应对配对模体和CRM的识别。的顺式调控元件(cis—regulatoryelement)相结合，是基因，———^———-、调控的基础。而这种顺式调控元件也被称为转录因子结合位点(transcriptionfactorbindingsite，TEBS)，而其共同的序列模式则通常被称为模体(motif)，一般用位UMotifpair置特异权重矩阵(PWM)或共有序列(consensussequence)来表示。在高等真核生物中，转录因子间的协同互作是重图1CRM与Motifpair

4、的联系要的基因表达调控机制。转录因子的数量远少于基因Fig．1TherelationshipbetweenCRMandMotifpair表达模式，只有多个转录因子的协同作用才能灵活而精准地调控复杂生物过程基因表达，如对特定环境协同作用的转录因子是转录调控网络的核心。胁迫的响应和组织的发育等。TFBS的共现为研究转录因子的协同作用提供了重要TFBS按照特定的顺序与距离聚集在启动子区域的线索。此外，TFBS也是联系转录因子与目标基因的形成顺式调控模块(c／s-regulatorymodules，CRM)。。，为桥梁，是转录调控网络构建的基础。因此挖掘TFBS共转录

5、因子的协同作用提供了必要的空问条件。而在启现的规律，寻找协同作用的转录因子，是构建转录调控动子区域中成对出现的TFBS，即配对模体(motifpair)，网络的重要内容。本文从配对模体与CRM两个层面收稿日期：2011．12-30修回日期：2012-00-00分别论述TFBS聚集的特性以及它们的识别算法，并简国家转基因生物新品种培育科技重大专项(2009ZX08001026B)、要评述了利用TFBS间的联系构建转录调控网络的湖南省科技重大专项(2009FJ1004—1)、国家自然科学基金工作。(31000125)资助项目通讯作者，电子信箱：xinbochen@

6、live．cn88中国生物工程杂志ChinaBiotechnologyVo1．32No．92012体间的距离都小于100bp。配对模体间的相对距离2配对模体对下游基因的表达模式有很大的影响，距离的改变会在高等真核生物中，转录因子之间的协同作用是降低它们对基因表达的协同作用效果。重要的基因表达调控机制，尤其在发育和逆境响Vardhanabhuti等研究发现，人类启动子区域中有相当应相关基因的表达过程中发挥着关键的调控作用。数量的配对模体表现出显著的距离限制，且距离特异而研究转录因子间协同作用的最简单方法，就是测量性与保守性相关。Yu等根据TFBS在人类组织特两个

7、转录因子所对应的TFBS在基因组上共现的频异性基因启动子中的相对位置和共现情况，评估了转率。这些在启动子区域成对出现的TFBS，是转录因录因子之间的关系，发现结合位点的距离限制能够帮子间协同作用的线索，为构建转录调控网络提供了条助协作转录因子的识别。在不同的环境下，某些配对件。因此，配对模体的识别是理解真核生物转录调控的转录因子表现出不同的距离和方向偏好性。机制的基础，而配对模体的特性则为识别过程提供了Yokoyama等提出了模体相关函数(motif．relational重要的帮助。function，MRF)，用于检测配对模体之间的空间偏好性，2．1配对模体的

8、特性结果发现配对模体可能具有多个不同的