人类淋巴母细胞转录因子结合位点附近的组蛋白修饰模式

东南大学生物科学与医学工程学院孙啸教授团队研究证明转录因子(TF)结合特定的DNA序列是转录调控的基本步骤,并且高度依赖于染色质结构,这可能会受到特定的组蛋白修饰和变体的影响,被称为组蛋白标记。数百个转录因子的所有结合映射的缺乏意味着,以往的研究主要集中在几个特定转录因子的组蛋白标记的结合位点。因此,在人类淋巴母细胞系中研究人员基于16434转录因子研究了通过计算推断和实验确定的转录因子结合位点(TFBSs)附近的11组蛋白标记。对于甲基化的H2A.ZH3K4,乙酰化的H3K27H3K9,其标记型态在600-bp的区域周围富集的转录因子结合位点呈现双峰分布和强对偶相关性,这表明这些标记主要共存在转录因子位点的两个核小体近侧内。转录因子用核小体竞争结合DNA最多的结合位点,促进了双峰分布,这是组蛋白标记与TF结合的共同特征。标记H3K79me2显示的TFBSs一侧的单峰分布和可延伸至4000 bp的信号表明了一个更长距离的模式。有趣的是,H4K20me1H3K27me3H3K36me3和的H3K9me3能更加分散,减少TFBSs附近的富集,呈现出富集TFBSs周围的单峰分布,这表明一些转录因子可以结合核小体DNA。此外,H3K36me3和的H3K9me3的不对称分布表明,阻遏可能在一个方向上建立一个压制性染色质结构来抑制基因表达。该研究表明了与TF结合关联的组蛋白标记的范围和这些标记周围的结合位点的共同特征。新发现对于未来调控元件的表观遗传学分析有影响。该研究刊登在20133月的《Plos One》杂志上。

参考文献:

The Patterns of Histone Modifications in the Vicinity of Transcription Factor Binding Sites in Human Lymphoblastoid Cell Lines. Nie et al. Plos One.2013 Mar.

作者简介:

孙啸:东南大学生物科学与医学工程学院教授,江苏省生物医学工程学会生物信息学专业委员会主任。清华973国家重点基础研究发展计划项目《基于新一代测序的生物信息学理论与方法》第一课题组学术骨干。主要从事生物信息学研究。

 

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