关节序列和染色质神经网络描述了叉头转录因子的差异性能力,可以参与不可访问的染色质
Sonny Arora1, Jianyu Yang1, Tomohiko Akiyama2,3
1Center for Eukaryotic Gene Regulation, Department of Biochemistry and Molecular Biology, Penn State University, University Park, PA, USA.
转录因子 (TFs) 的结合取决于DNA序列和染色素. 这项研究表明,不同的Fox TFs会结合不同的DNA点并改变基因表达,即使在相同的染色质环境中,由于序列偏好和染色质可访问性.
科学领域:
- 分子生物学分子生物学
- 基因组学就是基因组学.
- 发展生物学 发展生物学
背景情况:
- 转录因子 (TF) 的DNA结合是由内在序列偏好和外在色素相互作用所塑造的.
- 像Fox TFs这样的先驱因子可以访问不可访问的DNA,但它们的结合在细胞类型上有所不同.
- 缺乏对有关Fox TF结合的序列和色素影响的系统性表征.
研究的目的:
- 开发一种基于原则的方法来比较内在DNA序列偏好和细胞特异性染色质对TF结合的贡献.
- 调查选定Fox TFs (FoxA1,FoxC1,FoxG1,FoxL2,FoxP3) 的约束特异性.
- 用卷积神经网络评估序列和染色质特征如何共同决定TF结合.
主要方法:
- 在小鼠胚胎干细胞中过度表达选定的Fox TFs,以控制染色素背景.
- 卷积神经网络的应用来分析TF结合模式.
- 使用序列和染色体特征归属技术来解释神经网络预测.
主要成果:
- 狐TFs表现出不同的DNA点,并驱动差异性基因表达,即使在相同的染色质设置内.
- 精选的福克斯TF显示了对先前存在的染色体状态的广泛亲和力,挑战了关于普遍开拓性活动的假设.
- 不同的序列偏好和不同的参与不可访问的染色质的能力共同解释了全基因组的Fox TF结合模式.
结论:
- 内在DNA序列偏好和外在色素相互作用都是Fox TF结合特异性的关键决定因素.
- 狐TF具有独特的结合特征和调节作用,受其特定的序列识别和染色体参与能力的影响.
- 该研究为剖析TF结合决定因素和理解它们在基因调节中的功能影响提供了一个框架.
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