Cell：高通量新技术揭示全基因组增强子

　　

生物通报道：要了解人类基因表达调控，科学家们越来越认识到“第二套密码系统”（second genetic code）的重要性，这一套系统中包含有转录因子（transcription factors，TFs），以及TFs结合位点不同组合编码。近期来自芬兰赫尔辛基大学分子与癌症细胞学的研究人员在这方面取得了重要研究进展：在转录因子结合亲和度（Binding Affinity）的分析基础上预言了哺乳动物全基因组范围内增强子，这一研究成果公布在1月13日的Cell杂志上。

研究人员首先通过一种新颖的高通量方法确定了GLIs1—3，Tcf4和c-Ets1这几种介导Hedgehog(Hh)、Wnt和Ras/MAPK信号通路的调控因子的DNA结合特异位点，然后利用另外一种研究人员自己开发的计算工具——enhancer element locator (EEL)逐步在全基因组范围内辨认了在这几种信号通路中起到调控作用的哺乳动物增强子。之后的小鼠实验证明这些预测可以有效的揭示转基因小鼠胚胎中c-Myc和N-Myc基因多组织特异性增强子的存在。
 
背景资料：
存在于mRNA中的遗传密码称为经典密码系统或第一套密码系统，而第二套密码系统的概念或学说由ChristiandeDuve提出，主要内容是：tRNA-氨基酸接受柄有一辅密码区(Paracodonregion)，可以被氨基酰tRNA合成酶(aaRS)识别，并决定tRNA的特异性。他认为第二套密码系统蕴含于aaRS结构中，其特征为①与经典密码系统不同，辅密码子密码系统或第二套密码系统是非简并性的(nondrgenerate)。②第二套密码系统比经典的密码系统对氨基酸更具有决定性，这与密码子和相应的氨基酸间的立体化学相互反应有关。③第二套密码系统比经典的密码系统更原始。

主要手段：
1.确定TF结合位点的高通量方法
we fused the DNA binding domains of all GLI family TFs (GLI1, 2, and 3 and the Drosophila GLI ortholog Ci) to Renilla reniformis luciferase. We next expressed sequence with the highest affinity to GLIs (consensus sequence), and measured the luciferase activity captured on a streptavidin plate.

2.enhancer element locator (EEL)
enhancer element locator (EEL) aligns the sequence (i.e., order) of TF binding sites found on two orthologous DNA sequences from two species. The DNA sequence is not directly used in the alignment because only a fraction of all nucleotides in mammalian genomes code for high-affinity TF binding sites and because multiple DNA sequences can code for the same site.

原文：
Volume 124, Issue 1 , 13 January 2006, Pages 47-59
Genome-wide Prediction of Mammalian Enhancers Based on Analysis of Transcription-Factor Binding Affinity
Outi Hallikas1, 4, Kimmo Palin2, 4, Natalia Sinjushina3, Reetta Rautiainen1, Juha Partanen3, Esko Ukkonen2, ,  and Jussi Taipale1, , 
1Molecular and Cancer Biology Program, Biomedicum Helsinki, PO Box 63, FIN-00014 University of Helsinki, Finland
2Department of Computer Science, PO Box 68, FIN-00014 University of Helsinki, Finland
3Developmental Biology Program, Institute of Biotechnology, PO Box 56, FIN-00014 University of Helsinki, Finland
（原文可通过BBS索要）
（生物通记者：张迪）