近日，国际著名杂志Nature Reviews Genetics在线刊登了一篇评论文章“Gene regulation: Resolving transcription factor binding”，文章中，作者解析了转录因子是如何进行结合的？
转录因子和DNA在活体内的结合是一个被高度调节的过程。通过改进在活体内识别结合位点或在体外识别结合亲和力的技术，3项研究如今改进了我们对于转录因子捆绑被DNA序列或被辅因子相互作用调节的认识。
为了增加转录因子结合位点的分辨率，Rhee和Pugh改进了已有的染色质免疫沉淀法之后的测序（ChIP–seq）技术。ChIP–seq的局限在于一些DNA不会与不感兴趣的受到污染的测序库蛋白质捆绑在一起，导致了很高几率的假阳性。作为补偿，目前正在使用高严密性的数据筛选，但这又导致了难以识别一些真正的结合位点。Rhee和Pugh于是在蛋白质被DNA交联后引入了一种核酸外切酶步骤；这种做法排除了DNA侧翼的交联位点和DNA污染物。他们把这种方法称为ChIP–exo，并用它来以比ChIP–seq更高的分辨率识别低使用率结合位点。例如，在人类细胞中，他们能够比之前的报道识别出更多的转录调节因子CTCF的结合位点。
序列特异性并非是蛋白质—DNA结合的唯一调节因子；一些拥有未知DNA结合域的辅因子蛋白质能够形成具有转录因子并可调节其活性的复合物。Slattery等人将配体系统进化指数富集（SELEX）技术——用来确定针对一个DNA序列的蛋白质特异性——和高通量测序耦合在一起，从而确定辅因子如何调节DNA的结合优先性。作者利用这种SELEX–seq方法研究了是否果蝇的辅因子外突（EXD）能够调节所有8种同源（HOX）转录因子的DNA结合特异性。尽管它们具有不同的功能，这些蛋白质在体外都能够结合到高度相关的序列。作者发现，EXD结合HOX蛋白质调节了这些蛋白质的序列特异性。他们确定了3类结合位点的优先性，在果蝇的发育过程中，HOX蛋白质域的表达沿着轴线的前后共线；因此，这些结合优先性在一定程度上解释了HOX蛋白质的不同功能。
在第三项研究中，Siggers等人将定制的蛋白质结合微阵列（PBM）与表面胞质基因组共振（SPR）试验耦合以确定没有独自结合DNA的辅因子如何影响转录因子的DNA结合特异性。他们发现，为了结合到一个特别的目标位点集合，酵母转录因子Cbf1需要一个具有Met28辅因子和Met4转录活化蛋白质的复合体。这种蛋白质复合体及其目标位点的相互作用通过来自已知Cbf1结合位点的一个固定距离的一个特定序列模体被提高了。因此，缺乏任何内生DNA结合特异性的辅因子涉及到转录因子复合物对其目标位点的补充。
这3项研究强调了DNA—蛋白质相互作用的微妙之处，并且在这些研究中所表现出的方法论的改进将更进一步帮助剖析这些复合体调节的相互作用。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1038/nrg3153
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Gene regulation: Resolving transcription factor binding
Hannah Stower
The binding of transcription factors to DNA in vivo is a highly regulated process. Through the refinement of techniques for identifying in vivo binding sites or in vitro binding affinities, three studies have now improved our understanding of the regulation of transcription factor binding both by DNA sequence and by cofactor interactions.
