西亞試劑：利用新技術(shù)ChIP-exo發(fā)掘重要性基因調(diào)節(jié)蛋白

美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)開發(fā)并且證實(shí)一種新技術(shù)能夠?qū)庾x和調(diào)控染色體---細(xì)胞內(nèi)攜帶基因的繩狀結(jié)構(gòu)---的蛋白繪制圖譜。染色體是由很多核小體串聯(lián)而形成的，這些基因調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合到核小體上的特異性次序決定著腦細(xì)胞、肝細(xì)胞或癌細(xì)胞是否形成。人們以前要精確確定這些蛋白結(jié)合到染色體上何處以及它們?nèi)绾伟l(fā)揮作用是極其困難的。如今，他們利用這種新技術(shù)能夠準(zhǔn)確地找到了它們的結(jié)合位置，這樣不論是它們正確地還是錯(cuò)誤地調(diào)控整個(gè)基因組，人們都有可能拍出高分辨率的蛋白圖譜。

2012年1月18日，這項(xiàng)研究提前在線發(fā)表在《自然》期刊上。他們最近也已將相關(guān)的研究發(fā)表在《細(xì)胞》期刊上。

Willaman分子生物學(xué)教授B. Franklin Pugh和研究生Ho Sung Rhee是利用稱作核酸外切酶(exonuclease)的分子工具切除沒有被其中一種基因調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合的DNA序列來開始這一研究過程的。他們?nèi)缓鬁y(cè)定了每個(gè)仍然保持蛋白結(jié)合的DNA束(DNA bundle)的核苷酸序列，即DNA的四種主要堿基(用單字母表示為A，T，C和G)組成的序列。Pugh說，“這種被稱作ChIP-exo的技術(shù)相對(duì)于其他技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于它能夠?qū)⒒蚪M上基因調(diào)節(jié)蛋白的結(jié)合位點(diǎn)從上百萬到幾十億個(gè)核苷酸范圍準(zhǔn)確地縮小到大約1個(gè)核苷酸。這種改善就好比是從一臺(tái)低分辨率的240p電視轉(zhuǎn)變到一套高分辨率的1080p家庭影院系統(tǒng)。因此它能夠?yàn)檫@些蛋白如何調(diào)控基因提供史無前例的高分辨率圖譜。”

ChIP-exo技術(shù)也能消除檢測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)生的大量噪音，而這種問題對(duì)其他方法而言一直是個(gè)難題。他們利用這種更低噪音技術(shù)在染色體上發(fā)現(xiàn)了2到5倍多的基因調(diào)控蛋白的結(jié)合位點(diǎn)，從而為一種特定蛋白調(diào)控哪些基因以及更廣泛地理解這些基因調(diào)節(jié)蛋白在整個(gè)基因組上的結(jié)構(gòu)組裝提供一幅更加完整的圖譜。有了這種更加完整的圖譜將允許科學(xué)家更加詳細(xì)地理解人正常發(fā)育過程中基因途徑如何發(fā)揮作用，抑或在疾病中它們?nèi)绾问ъ`