Nature子刊：鉴定增强子全新方法

　　

生物通报道：增强子是能够加强特定基因表达的DNA序列。日期，劳伦斯伯克利国家实验室（Berkeley Lab）的研究团队，开发了一个能在人类和其他哺乳动物基因组中鉴定基因增强子的新技术。文章于三月二十三日发表在Nature Methods杂志的网站上。

这一技术被称为SIF-seq（site-specific integration fluorescence-activated cell sorting followed by sequencing），是一个无偏好的，中等通量的功能分析工具，可鉴定远距离作用的增强子。据研究人员介绍，SIF-seq弥补了ChIP-seq等现有基因组工具的不足。

“虽然ChIP-seq是鉴定增强子的有力工具，但它有时会遗漏真正的增强子，或者将其他位点错认为是增强子，”文章的第一作者Diane Dickel说。“尽管SIF-seq目前一次只能测试数百个位点的增强子活性，但它比ChIP-seq更加准确，可以很好的对ChIP-seq结果进行评估和验证。”这篇文章的通讯作者是Axel Visel和Len Pennacchio。

近年来，人们逐渐意识到基因增强子在正常细胞发育和疾病发展中的重要作用，于是开始广泛鉴定和分析这种调控元件。不过这项工作并不容易，因为增强子并不需要直接定位在目的基因旁边，距离很远也可以发挥作用。此外，许多增强子的活性只限于特定的组织或细胞类型，这无疑使问题变得更加复杂。（推荐阅读：成功ChIP的三大秘诀）

“举例来说，脑部增强子通常不会在心脏细胞中表达，这意味着我们必须在正确的细胞类型中测试增强子活性，”Dickel说。“我们的研究显示，SIF-seq可以用来鉴定在心肌细胞、神经前体细胞、胚胎干细胞中活跃的增强子。我们认为这一技术还可以用于更广泛的细胞类型。”

在SIF-seq中，研究人员将需要进行测试的DNA片段与报告基因相连，并其导入胚胎细胞基因组中的一个可重复位点。在这一系统中，每一个胚胎细胞只拥有一组DNA片段-报告基因。随后，人们可以通过荧光激活的细胞分选，鉴定并获取报告基因出现强表达的细胞，这些细胞拥有着活跃的增强子。

“此前的哺乳动物增强子分析，一般使用短暂表达的质粒。与此不同的是，SIF-seq需要将潜在的增强子插入到单个基因组位点中去，”Visel说。“因此，我们是在可重复得染色体环境中对增强子活性进行评估。此外，SIF-seq使用了胚胎干细胞，这些细胞经过分化可以形成多种与疾病相关的细胞，允许我们在特定的细胞类型中检测增强子活性。”

Pennacchio 说：“目前，SIF-seq技术的应用，受到了干细胞分化方案的局限，而且研究中并未测试物种特异性增强子的活性。不过这是一个很有潜力的技术，可以在特定细胞难于获得的情况下，帮助人们更准确的鉴定哺乳动物基因组中的增强子。

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文摘要：

Function-based identification of mammalian enhancers using site-specific integration

The accurate and comprehensive identification of functional regulatory sequences in mammalian genomes remains a major challenge. Here we describe site-specific integration fluorescence-activated cell sorting followed by sequencing (SIF-seq), an unbiased, medium-throughput functional assay for the discovery of distant-acting enhancers. Targeted single-copy genomic integration into pluripotent cells, reporter assays and flow cytometry are coupled with high-throughput DNA sequencing to enable parallel screening of large numbers of DNA sequences. By functionally interrogating >500 kilobases (kb) of mouse and human sequence in mouse embryonic stem cells for enhancer activity we identified enhancers at pluripotency loci including NANOG. In in vitro–differentiated cardiomyocytes and neural progenitor cells, we identified cardiac enhancers and neuronal enhancers, respectively. SIF-seq is a powerful and flexible method for de novo functional identification of mammalian enhancers in a potentially wide variety of cell types.