王俊陽(yáng)，王為善，李肖，趙華，楊克遷

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轉(zhuǎn)錄調(diào)控研究的方法學(xué)進(jìn)展

王俊陽(yáng)1，王為善2，李肖2，趙華1，楊克遷2

1 天津科技大學(xué)生物工程學(xué)院，天津 300457 2 中國(guó)科學(xué)院微生物研究所微生物資源前期開(kāi)發(fā)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100101

王俊陽(yáng), 王為善, 李肖, 等. 轉(zhuǎn)錄調(diào)控研究的方法學(xué)進(jìn)展. 生物工程學(xué)報(bào), 2015, 31(8): 1141–1150.Wang JY, Wang WS, Li X, et al. Progress in transcriptional studies. Chin J Biotech, 2015, 31(8): 1141–1150.

在多個(gè)層次受到嚴(yán)格的控制，其中轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控是控制基因表達(dá)的重要環(huán)節(jié)之一。近幾年，隨著分子生物學(xué)研究方法的不斷發(fā)展，轉(zhuǎn)錄調(diào)控的研究方法學(xué)也出現(xiàn)了新的變化。本文綜述了基于作者所在課題組對(duì)鏈霉菌次級(jí)代謝調(diào)控研究過(guò)程中優(yōu)化和改進(jìn)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控研究方法，如基于SYBR Gold的凝膠阻滯實(shí)驗(yàn)，基于熒光標(biāo)記和毛細(xì)管電泳檢測(cè)的足跡法，基于報(bào)告基因的直接調(diào)控關(guān)系分析等；同時(shí)也對(duì)研究調(diào)控蛋白和靶啟動(dòng)子相互作用的新方法進(jìn)行了闡述，如表面等離子共振技術(shù)和等溫滴定量熱測(cè)定技術(shù)等。這些轉(zhuǎn)錄調(diào)控研究方法的優(yōu)化和總結(jié)，能夠幫助研究者開(kāi)展相關(guān)研究。

轉(zhuǎn)錄調(diào)控，啟動(dòng)子，調(diào)控蛋白，相互作用

基因表達(dá)調(diào)控是現(xiàn)代分子生物學(xué)研究的中心課題之一。要了解生物的生長(zhǎng)、分化規(guī)律，形態(tài)結(jié)構(gòu)特征及代謝功能，就必須對(duì)基因表達(dá)調(diào)控的“適時(shí)”、“適量”控制機(jī)制進(jìn)行深入研究，掌握了基因調(diào)控機(jī)制，就等于掌握了一把揭示生物學(xué)奧秘的鑰匙?；虮磉_(dá)調(diào)控主要表現(xiàn)在轉(zhuǎn)錄水平、轉(zhuǎn)錄后水平、翻譯水平和翻譯后水平幾個(gè)層次；其中，轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控是基因表達(dá)調(diào)控的關(guān)鍵，尤其在原核生物中[1]，這也充分體現(xiàn)了基因表達(dá)調(diào)控的最經(jīng)濟(jì)控制原則。

反式作用因子和順式作用元件的相互作用是轉(zhuǎn)錄水平基因表達(dá)調(diào)控的分子基礎(chǔ)。反式作用因子主要指調(diào)控蛋白、sigma因子等；順式作用元件主要指轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn) (TFBS)、核心啟動(dòng)子等[2]。因此，轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控的主要研究?jī)?nèi)容是發(fā)現(xiàn)目標(biāo)啟動(dòng)子的反式作用因子、發(fā)現(xiàn)反式作用因子在目標(biāo)啟動(dòng)子結(jié)合的順式作用元件以及兩者之間的相互作用。其主要步驟是：首先通過(guò)體內(nèi)、體外實(shí)驗(yàn)確定直接調(diào)控關(guān)系；然后在分子層面上闡明相互作用的順式元件在啟動(dòng)子上所處的位置[3]；最后分析反式作用因子及其順式作用元件相互作用的動(dòng)力學(xué)特征。本實(shí)驗(yàn)室一直從事鏈霉菌次級(jí)代謝調(diào)控的研究，深刻認(rèn)識(shí)到研究方法的進(jìn)步能夠直接加速研究的進(jìn)展。因此，本文將主要綜述本實(shí)驗(yàn)室對(duì)傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控研究方法進(jìn)行的優(yōu)化和改進(jìn)，以期幫助研究者采用新的方法更好地開(kāi)展相關(guān)研究。

1 體外相互作用研究

研究一個(gè)調(diào)控蛋白的調(diào)控作用，一般首先對(duì)其進(jìn)行敲除和過(guò)表達(dá)，觀察哪些基因的表達(dá)可能受到該調(diào)控蛋白的影響；然后進(jìn)一步分析這一影響是敲除和過(guò)表達(dá)的直接效應(yīng)還是間接效應(yīng)。主要研究策略是用體外試驗(yàn)證明調(diào)控蛋白和受調(diào)控基因啟動(dòng)子之間是否有直接相互作用。采取的研究方法為凝膠阻滯實(shí)驗(yàn) (Electrophoretic mobility shift assay，EMSA)[4]、表面等離子共振實(shí)驗(yàn) (Surface plasmon resonance，SPR)[5]和等溫滴定量熱測(cè)定 (Isothermal titration calorimetry，ITC) 實(shí)驗(yàn)[6]等證實(shí)二者可以在體外特異結(jié)合。下面將分別對(duì)這些方法進(jìn)行闡述。

1.1 基于SYBR Gold的凝膠阻滯 (EMSA) 實(shí)驗(yàn)

凝膠阻滯分析是用來(lái)研究啟動(dòng)子區(qū)域與調(diào)控蛋白的相互作用的經(jīng)典方法，通常首先將放射性32P標(biāo)記的DNA探針與純化蛋白，或提取物中的蛋白混合物一起孵育，然后在非變性凝膠中分析該結(jié)合反應(yīng)產(chǎn)物。與游離DNA探針相比，蛋白-DNA探針復(fù)合物的遷移率將降低，因此，將會(huì)在曝光后的電泳膠中觀察到DNA條帶的“阻滯”[4,7]。但是，由于很多實(shí)驗(yàn)室不具備使用放射性同位素的條件，且同位素對(duì)實(shí)驗(yàn)人員也可能會(huì)造成一定的傷害，因此該技術(shù)目前只能在國(guó)內(nèi)條件比較成熟的實(shí)驗(yàn)室使用。為了避免同位素使用的這些不利因素，我們實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)了基于SYBR Gold (Life technologies) 染色的EMSA實(shí)驗(yàn)，并取得了良好的效果[8]。即DNA探針擴(kuò)增后無(wú)需標(biāo)記，直接和蛋白進(jìn)行相互作用，進(jìn)行非變性凝膠電泳分析，然后再將膠置于1/10 000的SYBR Gold稀釋液中染色，SYBR Gold一旦與DNA探針結(jié)合，可以使熒光增強(qiáng) 1 000倍以上，其量子產(chǎn)率為0.6，最后用常規(guī)的300 nm的紫外成像儀，可清晰觀察到金色條帶 (圖1A)。由于EMSA實(shí)驗(yàn)本身不需要昂貴的設(shè)備，我們又解決了它對(duì)同位素的依賴問(wèn)題，目前該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛟诔Ｒ?guī)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展。

1.2 表面等離子共振 (SPR) 實(shí)驗(yàn)

表面等離子共振是利用入射光以臨界角入射到兩種不同折射率的介質(zhì)界面(如玻璃表面的金屬鍍層) 時(shí)產(chǎn)生漸次波，漸次波與金屬的自由電子耦合則發(fā)生表面等離子共振，從而使反射光在一定角度內(nèi)減弱甚至完全消失的物理現(xiàn)象 (反射光完全消失時(shí)的入射光角度為共振角，也稱SPR角)[9]。因此可以通過(guò)獲取生物反應(yīng)過(guò)程中樣品的共振角的動(dòng)態(tài)變化，得到DNA探針和調(diào)控蛋白之間相互作用的特異性信號(hào)[10]，并且可以通過(guò)不同濃度的DNA探針和調(diào)控蛋白之間相互作用，得到它們相互結(jié)合的動(dòng)力學(xué)參數(shù)。本實(shí)驗(yàn)室將委內(nèi)瑞拉鏈霉菌啟動(dòng)子通過(guò)生物素固定在芯片上，用Biacore 3000分析了非典型應(yīng)答調(diào)控蛋白JadR1對(duì)啟動(dòng)子的結(jié)合參數(shù)，并進(jìn)一步分析了非典型應(yīng)答調(diào)控蛋白的效應(yīng)物杰多霉素 (Jadomycin) 對(duì)JadR1結(jié)合啟動(dòng)子的影響 (圖1B)[11]。同時(shí)，SPR實(shí)驗(yàn)還能夠方便地分析調(diào)控蛋白和小分子效應(yīng)物的結(jié)合參數(shù)，我們用Biacore 3000分析了委內(nèi)瑞拉鏈霉菌調(diào)控的蛋白JadR*對(duì)不同杰多霉素及其生物合成中間體的結(jié)合能力，最終發(fā)現(xiàn)中間體DHR是JadR*的最佳效應(yīng)物[12]。SPR技術(shù)具有取代EMSA的顯著優(yōu)勢(shì)，如目前GE推出的Biacore T200，具有EMSA無(wú)可比擬的檢測(cè)靈敏度，能在極低樣品量的情況下完成DNA探針和調(diào)控蛋白之間相互作用的動(dòng)力學(xué)分析。

1.3 等溫滴定量熱測(cè)定 (ITC) 實(shí)驗(yàn)

當(dāng)物質(zhì)相互結(jié)合時(shí)，會(huì)產(chǎn)生熱量或吸收熱量。因此確定相互作用反應(yīng)過(guò)程中熱力學(xué)參數(shù)的變化可以對(duì)相互作用的動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行定量的描述。等溫滴定量熱測(cè)定(Isothermal titration calorimetry，ITC) 技術(shù)是一種監(jiān)測(cè)由結(jié)合成分的添加而起始的化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)技術(shù)，目前，該技術(shù)已經(jīng)成為鑒定生物分子間相互作用的金標(biāo)準(zhǔn)。由于它通過(guò)高靈敏度、高自動(dòng)化的微量量熱儀連續(xù)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)和記錄一個(gè)變化過(guò)程的量熱曲線，所以可以得到結(jié)合常數(shù) (a)、結(jié)合位點(diǎn)數(shù) ()，結(jié)合焓 (Δ)、熵 (Δ)、恒壓熱容 (Δp) 等相關(guān)參數(shù)[13]。這些信息為我們提供了生物分子相互作用的真實(shí)寫(xiě)照[6]。本實(shí)驗(yàn)室用NANO-ITC 2G (TA instruments) 對(duì)一些調(diào)控蛋白結(jié)合靶啟動(dòng)子的結(jié)合參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的表征[14]；另外我們還用該設(shè)備對(duì)調(diào)控蛋白結(jié)合效應(yīng)物小分子的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了分析 (圖1C)，展示了外源抗生素JdB對(duì)天藍(lán)色鏈霉菌ScbR2的結(jié)合情況，數(shù)據(jù)表明，它們近似1∶1的結(jié)合[14]。這充分表明ITC技術(shù)在相互作用相關(guān)參數(shù)的獲取方面明顯強(qiáng)于SPR和EMSA。但是ITC和SPR實(shí)驗(yàn)都需要昂貴的相關(guān)設(shè)備和專業(yè)的技術(shù)人員，另外ITC實(shí)驗(yàn)還需較高濃度的目的蛋白來(lái)獲得可檢測(cè)的反應(yīng)熱，這些在一定程度上限制了它們?cè)谵D(zhuǎn)錄調(diào)控研究中的使用。

圖1 體外驗(yàn)證調(diào)控蛋白和DNA探針相互作用

2 體內(nèi)調(diào)控關(guān)系研究

上述的體外研究方法，能夠充分確定調(diào)控蛋白對(duì)靶啟動(dòng)子是直接調(diào)控還是間接調(diào)控。但是，展開(kāi)以上體外實(shí)驗(yàn)的瓶頸是很多調(diào)控蛋白在大腸桿菌中不能以可溶的形式重組表達(dá)、純化，或者表達(dá)量不足以開(kāi)展體外實(shí)驗(yàn)。為了解決這一問(wèn)題，我們建立了確定調(diào)控蛋白和靶啟動(dòng)子直接或者間接調(diào)控關(guān)系的體內(nèi)研究方法。因?yàn)樵隗w內(nèi)環(huán)境中，細(xì)菌存在熱激蛋白等能夠保證重組蛋白的部分可溶性；同時(shí)，在異源宿主，還能夠有效避免間接調(diào)控的影響。我們建立的在異源宿主中探索調(diào)控蛋白和靶啟動(dòng)子調(diào)控關(guān)系的方法見(jiàn)圖2A[15]，首先構(gòu)建用靶啟動(dòng)子啟動(dòng)報(bào)告基因的質(zhì)粒 (圖2A的pOkasOlux)，轉(zhuǎn)入大腸桿菌后能夠檢測(cè)到發(fā)光 (圖2B)；然后用另一個(gè)與之兼容的質(zhì)粒表達(dá)調(diào)控蛋白轉(zhuǎn)入大腸桿菌后 (圖2A的pScbR2)，如果調(diào)控關(guān)系是直接效應(yīng)，便能夠觀察到發(fā)光受到明顯的激活或者抑制 (圖2B)。另外，如果該調(diào)控蛋白能夠響應(yīng)效應(yīng)物，還可以進(jìn)一步添加效應(yīng)物，分析添加不同濃度的效應(yīng)物后，調(diào)控蛋白對(duì)啟動(dòng)子產(chǎn)生的不同調(diào)控效應(yīng)。本實(shí)驗(yàn)室用這一表征方法分析天藍(lán)色鏈霉菌ScbR2蛋白和JadR2蛋白對(duì)啟動(dòng)子的抑制情況 (圖2B)[15]，并且通過(guò)進(jìn)一步添加效應(yīng)物JdB，分析了JdB誘導(dǎo)ScbR2在啟動(dòng)子去除抑制的過(guò)程 (圖2C)[14]。通過(guò)這種在異源宿主體內(nèi)研究調(diào)控蛋白對(duì)靶啟動(dòng)子活性的影響，可分析出調(diào)控蛋白對(duì)靶啟動(dòng)子的直接效應(yīng)，充分排除了其他間接的擾動(dòng)。

圖2 異源宿主體內(nèi)調(diào)控蛋白和啟動(dòng)子之間的調(diào)控關(guān)系研究

3 確定作用位點(diǎn)的研究

確定了調(diào)控蛋白和靶啟動(dòng)子的直接調(diào)控關(guān)系后，需要進(jìn)一步在分子層面詳細(xì)闡釋調(diào)控蛋白在靶啟動(dòng)子上的結(jié)合序列和該序列在啟動(dòng)子上所處的具體位置。而研究結(jié)合序列在啟動(dòng)子上的位置的必要前提是確定該啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)。其中確定調(diào)控蛋白在靶啟動(dòng)子上的結(jié)合序列的常規(guī)技術(shù)為足跡法 (Footprinting)[4]；確定轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的常規(guī)技術(shù)為S1 mapping實(shí)驗(yàn)、引物延伸實(shí)驗(yàn)和5￠-RACE實(shí)驗(yàn)[4]。由于5￠-RACE實(shí)驗(yàn)有常規(guī)的試劑盒，下面就本實(shí)驗(yàn)室改進(jìn)的基于熒光標(biāo)記和毛細(xì)管電泳分析的足跡法和S1 mapping進(jìn)行闡述。

3.1 足跡法

Footprinting是確定DNA結(jié)合蛋白在DNA 分子上的結(jié)合序列的經(jīng)典遺傳學(xué)方法。其原理是：將調(diào)控蛋白結(jié)合的雙鏈DNA探針片段進(jìn)行單鏈單末端標(biāo)記，與純化的DNA結(jié)合蛋白在體外進(jìn)行結(jié)合，然后加入DNaseⅠ對(duì)DNA-蛋白質(zhì)復(fù)合物進(jìn)行隨機(jī)切割，產(chǎn)生一系列不同長(zhǎng)度的DNA片段，其相鄰片段只相差一個(gè)核苷酸 (圖3A)。其中被DNA結(jié)合蛋白特異結(jié)合的序列由于空間位阻等多種效應(yīng)，不能被DNaseⅠ切割，因此在放射自顯影圖譜上，DNA梯度條帶在相應(yīng)于DNA結(jié)合蛋白的結(jié)合區(qū)中斷，從而形成一空白區(qū)，如果同時(shí)將Sanger ddNTP終止法測(cè)序反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行PAGE和同位素曝光后，便可讀出調(diào)控蛋白在DNA的結(jié)合序列[4,16-17]。

傳統(tǒng)的經(jīng)典同位素Footprinting實(shí)驗(yàn)需要經(jīng)歷標(biāo)記同位素、做PAGE膠、電泳、顯影和曝光等流程，需要大約兩周甚至更長(zhǎng)的時(shí)間；不僅實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)，且同位素的放射性危害比較大，因此限制了此方法的應(yīng)用。目前，我們?cè)趪?guó)內(nèi)首先對(duì)基于毛細(xì)管的Footprinting技術(shù)進(jìn)行了探索：其原理和步驟與傳統(tǒng)方法大致相同，只是將5￠端32P同位素標(biāo)記替換為HEX、FAM等熒光末端標(biāo)記；酶切后，將PAGE膠分離替換為毛細(xì)管分離；將顯影曝光等步驟通過(guò)毛細(xì)管電泳的熒光檢測(cè)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。用ABI 3730xl毛細(xì)管電泳，只需要2 h就完成了結(jié)果的輸出；另外由于ABI 3730xl是96通道批量模式，可以同時(shí)完成更多的結(jié)合條件的平行實(shí)驗(yàn)，增加了實(shí)驗(yàn)的成功率，同時(shí)也擴(kuò)大了該方法的使用范圍。

為了建立基于熒光標(biāo)記和毛細(xì)管檢測(cè)的Footprinting方法并驗(yàn)證該方法的可靠性，首先我們用該方法對(duì)已報(bào)道的γ-丁酸內(nèi)酯受體ScbR對(duì)啟動(dòng)子的結(jié)合序列進(jìn)行了分析。Takano等通過(guò)傳統(tǒng)的同位素標(biāo)記的Footprinting實(shí)驗(yàn)證實(shí)，ScbR能夠特異結(jié)合在啟動(dòng)子的A位 (Site A) 和R位 (Site R) (圖3B)[18]。我們異源表達(dá)了ScbR蛋白，合成了末端FAM熒光標(biāo)記的探針，通過(guò)PCR得到321 bp的啟動(dòng)子區(qū)域。然后進(jìn)行結(jié)合、酶切等實(shí)驗(yàn)，通過(guò)ABI3730xl測(cè)序儀的毛細(xì)管電泳分離和熒光檢測(cè)器監(jiān)測(cè)分析，結(jié)果如圖3C所示，可以清晰地看到ScbR在啟動(dòng)子區(qū)域有兩個(gè)結(jié)合位點(diǎn)；我們進(jìn)一步通過(guò)毛細(xì)管電泳用內(nèi)標(biāo)法和ddNTP終止法測(cè)序確定ScbR結(jié)合的具體序列，內(nèi)標(biāo)采用ROX500 (ABI)，結(jié)果如圖4A所示，可以看出ScbR的結(jié)合位置R位和A位分別應(yīng)該在22?52 bp和155?185 bp；圖4B為ddNTP終止法對(duì)A位進(jìn)行的末端定位，具體末端為155?185 bp，和ROX500內(nèi)標(biāo)標(biāo)記的一致。以上結(jié)果也和文獻(xiàn)報(bào)道的一致，所以可以得出結(jié)論：基于熒光標(biāo)記和毛細(xì)管電泳的Footprinting結(jié)果和使用同位素標(biāo)記得到的結(jié)果具有一樣的可靠性。近幾年，我們用該技術(shù)對(duì)天藍(lán)色鏈霉菌ScbR2蛋白和委內(nèi)瑞拉鏈霉菌JadR2蛋白分別在相應(yīng)靶啟動(dòng)子的結(jié)合位點(diǎn)進(jìn)行了成功解析[19]；同時(shí)也將該技術(shù)提供給國(guó)內(nèi)同行使用，獲得了較好的研究結(jié)果[20-22]。

圖3 足跡法確定DNA的結(jié)合序列

圖4 毛細(xì)管電泳確定結(jié)合序列的具體位置

3.2 S1 mapping技術(shù)

確定啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn) (TSS) 最精確的方法是S1 mapping和引物延伸 (Primer extention) 實(shí)驗(yàn)，這兩種方法都用到PAGE膠分離和同位素顯影曝光[4,16]。同F(xiàn)ootprinting實(shí)驗(yàn)一樣，我們嘗試了用毛細(xì)管的檢測(cè)方法替換PAGE膠分離，用熒光標(biāo)記替換同位素標(biāo)記來(lái)改進(jìn)S1 mapping實(shí)驗(yàn)，成功完成了對(duì)啟動(dòng)子的S1 mapping分析。首先制備啟動(dòng)子區(qū)域熒光探針，然后將其與委內(nèi)瑞拉鏈霉菌總的RNA雜交、酶切后，用ABI 3730xl進(jìn)行檢測(cè)，毛細(xì)管電泳結(jié)果見(jiàn)圖5，可以確定啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)為基因的翻譯起始密碼子ATG上游114 bp的G[19]；這一結(jié)果和我們用5￠-RACE試劑盒確定的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)完全一致。用熒光標(biāo)記和毛細(xì)管電泳的方法進(jìn)行的S1 mapping試驗(yàn)周期和靈敏性都明顯優(yōu)于5￠-RACE。目前，Chen等利用該技術(shù)完成了相關(guān)的工作[22]。

圖5 基于毛細(xì)管的S1 mapping分析jadW1啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)[19]

4 展望

轉(zhuǎn)錄水平的基因調(diào)控是一個(gè)極為復(fù)雜的過(guò)程，但主要需要在兩個(gè)方面進(jìn)行深入研究。一方面是同一層次之間相互聯(lián)系與作用，如調(diào)控蛋白與靶啟動(dòng)子之間的關(guān)系，主要研究手段也就是我們文中提到的一些技術(shù)，這些技術(shù)協(xié)同應(yīng)用能夠充分闡明調(diào)控蛋白的調(diào)控機(jī)理。相信本實(shí)驗(yàn)室對(duì)這些技術(shù)的改進(jìn)能夠加速研究者對(duì)調(diào)控機(jī)理的認(rèn)識(shí)；另一方面不同層次之間相互聯(lián)系和動(dòng)態(tài)變化，即用動(dòng)態(tài)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)重新闡釋生理現(xiàn)象，相關(guān)研究手段有ChIP-chip/seq、genomic SELEX、細(xì)菌單雜交技術(shù)等[23-25]。本文主要對(duì)第一方面的調(diào)控蛋白與靶啟動(dòng)子的調(diào)控機(jī)理解析展開(kāi)了系統(tǒng)綜述，以期在國(guó)內(nèi)對(duì)相關(guān)研究有所幫助。第二方面主要是在系統(tǒng)的組學(xué)水平對(duì)調(diào)控全局展開(kāi)研究，目前我們也正在努力地開(kāi)發(fā)方便高效的能夠在實(shí)驗(yàn)水平上闡明調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的研究手段，即分別建立鑒定特定轉(zhuǎn)錄因子的全局調(diào)控靶點(diǎn)方法和發(fā)現(xiàn)調(diào)控特定啟動(dòng)子的所有轉(zhuǎn)錄因子的方法，以期促進(jìn)在轉(zhuǎn)錄調(diào)控這一前沿領(lǐng)域開(kāi)展系統(tǒng)研究工作。

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(本文責(zé)編 郝麗芳)

Progress in transcriptional studies

Junyang Wang1, Weishan Wang2, Xiao Li2, Hua Zhao1, and Keqian Yang2

1,,300457,2,,,100101,

Gene expression exhibits temporal and spatial patterns to response environmental changes and growth cycle. Gene expression is under strict control at different levels among which control at transcription level is the predominant mode, especially in prokaryotes. In this review, we summarized the new developments of methods used in transcriptional studies, including modifications and improvements of the classic methods, such as gel-shift assay, DNA foot printing, andreporter system. In addition, we introduced examples to apply new methods, such as surface plasmon resonance (SPR) and isothermal titration calorimetry (ITC) to characterize protein-DNA, ligand-protein, and ligand-protein-DNA interactions. The collection of these methods and their application could guide and accelerate relevant studies.

transcription regulation, promoter, regulatory proteins, interaction

10.13345/j.cjb.140486

October 15, 2014; Accepted:December 26, 2014

National Natural Science Foundation of China (Nos. 31400034, 31130001), National Basic Research Program of China (973 Program) (No. 2013CB734001).

Keqian Yang. Tel/Fax: +86-10-64807459; E-mail: yangkq@im.ac.cn Hua Zhao. Tel/Fax: +86-22-60601396; E-mail: zhaohua@tust.edu.cn

國(guó)家自然科學(xué)基金 (Nos. 31400034, 31130001), 國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃 (973計(jì)劃) (No. 2013CB734001) 資助。

2015-02-03

http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1998.q.20150203.1625.004.html