Nat Commun：揭秘转录因子“勘察”细胞基因组的分子机制

转录因子（TFs）是一种能调节基因表达的特殊蛋白，其能在完整的基因组中搜索并结合特殊区域来调节基因的表达；我们都知道，转录因子不仅能结合特殊的DNA序列，还能非特异性结合任何DNA链。这些非特异性的关联就能够明显增加转录因子寻找特殊靶点的能力，然而目前研究人员并不清楚在扫描大量基因组、定位以及结合特殊位点时，人类机体中超过1500种转录因子的的效率是如何发生变化的。

近日，一项刊登在国际杂志Nature Communications上的研究报告中，来自瑞士洛桑联邦理工学院的科学家们通过研究发现了一种新方法，其或能帮助预测不同转录因子在活细胞中扫描基因组的效率；文章中，研究者对小鼠机体中501个转录因子进行了研究，观察了其结合有丝分裂染色体的方式，这种特性能以一种非特异性的方式将转录因子的能力与DNA相关联起来。

利用光漂白试验和单分子成像技术，科学家们发现，通过与有丝分裂染色体的结合就能预测细胞核中转录因子的运动以及其结合特殊位点的效率。将上述实验与全银族中转录因子图谱相结合，研究人员发现，不同转录因子在寻找其结合位点的能力上会表现出三个数量级的差异，具有较强非特异性DNA结合特性的转录因子常常与有丝分裂染色体相关，其在细胞核中移动速度较慢，但其却能有效地寻找需要结合的特殊序列并调节基因的表达。

研究者David Suter说道，转录因子在扫描基因组寻找其特殊结合位点的能力上有很大的差异，而且通过简单地观察期所结合的有丝分裂染色体的多少就能预测这些差异；能在基因组中发挥有效搜寻功能的转录因子常常能驱动基因表达模式发生较大范围的改变，甚至是在较低浓度下依然可以，而且这对于细胞命运的决策过程尤为重要。