PET技术追踪神秘的转录因子

用于精确测定蛋白结合位点的配对端点双标记测序技术(PET)，能揭示出有关转录因子和其它DNA结合蛋白的丰富信息。

    正如博物学家可以通过追踪荒野中的动物足迹来研究动物一样，生物学家可以通过寻找DNA结合蛋白在基因组中的“足迹”，来了解这些蛋白的诸多特征。这样以来，研究者就在哺乳动物基因组这一大层面遇到了挑战；甚至很多像染色质免疫沉淀反应(ChIP)这样的有用工具也仅仅能揭示出有限的信息。但是，新加坡基因组研究所Yijun Ruan、 Huck-Hui Ng及其同事的近期研究进展，也许为那些渴望提高自身“追踪足迹”技能的研究者带来了希望。

    他们的策略依靠的是Ruan的研究小组此前开发出的一种实验方法。该方法可以替代基因表达连续分析技术(SAGE)。从一种RNA样品中获得的cDNA，与SAGE方法中单端标记相比，易于经过克隆和消解这样的步骤，在cDNA的每一端都产生一个包含有18个核苷的两端标记。这些配对端点双标记测序技术可用于快速测序，对于一个既定的转录片段来说，每次可进行36个核苷的测定，而且能揭示其首尾信息。

    不久以后，他们集合PET和ChIP两者的优势，开发出了称为ChIP-PET的新实验系统，用于基因组层面蛋白结合位点的鉴定研究。Ruan和Ng现在应用这种方法对转录因子进行分析；他们还和该研究所胚胎干细胞(ESC)领域的研究者联合起来，试图鉴定Oct4和Nanog的结合位点，而Oct4和Nanog这两个因子能帮助ESC保持多能性。在应用ChIP方法获得与这些因子相关的DNA片段后，他们利用PET技术描绘这些位点在基因组中的位置。他们把那些用多相重叠片段方法鉴定的遗传标记点看作“靶点”，接着在通过RNA干涉操纵将Oct4或Nanog剔除之后，在这些位点应用遗传表达变化的微阵列分析方法研究他们。ChIP-PET实验系统揭示出了成千上万个“高可信度”的结合位点，它们中的很多位于常含有调控位点的近5''''端基因区域之外；对这些结合位点的分析使得对其特征有了新的认识，发现这两种因子之间在调控与多能性相关的基因的过程中具有强烈的合作性。

    研究小组现在正应用ChIP-PET实验系统对大量的其它转录因子进行研究，但是，Ruan也有兴趣应用PET对其它基因组特征进行研究，比如说后成修饰和染色体重排。他指出，这种技术目前基本上受限于测序过程的速度和效率，因为这样会限制基因组的覆盖范围和准确率。在随后的工作中，他的研究小组将展示PET技术在与454-生命科学公司新近开发的高通量测序系统联合应用过程中的效率如何。总体来说，Ruan认为，PET恰好正值后桑格时代高功能测序系统出现的新浪潮之际；它将与这些新兴技术一起相互促进。“我们真的是位于前沿!”他总结说。