GATA3在串联DNA序列上的转录因子协同作用决定致癌增强子介导的TAL1激活机制

这篇研究揭示了GATA3通过占据串联GATA基序驱动T细胞急性淋巴细胞白血病(T-ALL)中致癌增强子激活的关键机制。研究团队通过CRISPR-Cas9全基因组筛选发现GATA3是TAL1癌基因激活的核心调控因子，其与MYB形成转录因子(TF)协同作用，通过稳定GATA3/MYB/TAL1复合物并维持染色质开放状态，最终导致TAL1过表达。这项工作为理解非编码突变如何创建致癌增强子提供了重要见解。

　　

基因组编辑技术揭示GATA3在白血病发生中的核心作用

基因组规模的CRISPR-Cas9敲除筛选意外发现GATA3是调控TAL1癌基因表达的最显著转录因子。在Jurkat T-ALL细胞模型中，研究人员构建了内源性GFP标记的TAL1报告系统，通过流式细胞分选和测序分析，发现靶向GATA3的sgRNA在GFP低表达细胞中显著富集。这一发现颠覆了以往认为MYB是主要调控因子的认知。

GATA3通过串联DNA结合位点激活TAL1表达

深入机制研究表明，GATA3通过结合TAL1增强子区域的两个相邻GATA基序（S2和S3位点）发挥功能。DNA下拉实验显示，同时突变这两个位点会完全破坏GATA3结合。荧光素酶报告系统证实，这些位点的突变显著降低增强子活性。更重要的是，在Jurkat细胞中工程改造这些位点会导致TAL1表达完全丧失，染色质免疫沉淀（ChIP）分析显示GATA3从突变位点上被驱逐。

染色质景观的重塑与三维基因组结构

ATAC-seq分析揭示，GATA3结合对于维持TAL1增强子区域的染色质开放状态至关重要。在GATA3 S2/S3双突变细胞中，该区域的染色质可及性降低4倍。染色体构象捕获（3C）实验进一步证明，GATA3缺失导致增强子-启动子相互作用减少46.3%，表明GATA3在维持三维基因组结构中发挥重要作用。

转录因子协同作用的分子基础

通过AlphaFold3建模，研究人员提出了GATA3结合串联位点的两种可能模式：单体模式（两个锌指结构域同时结合DNA）和二聚体模式（两个GATA3分子通过C端锌指结合相邻位点）。纳米荧光素酶互补实验证实GATA3能够形成同源二聚体，且这种相互作用依赖于DNA结合。值得注意的是，GATA3 W329A突变体（丧失DNA结合能力）无法介导TAL1-MYB相互作用，说明DNA结合对复合物形成至关重要。

临床意义与治疗前景

这项研究不仅阐明了T-ALL中致癌增强子激活的分子机制，还为靶向转录因子协同作用的治疗策略提供了理论基础。GATA3/MYB/TAL1复合物的发现，特别是其依赖DNA结合的特性，为开发小分子抑制剂干预这一致癌通路指明了方向。未来研究可进一步探索如何利用这些发现开发特异性靶向白血病干细胞的治疗方法。