口腔医学小站

口腔文献阅读与资源分享

增强子调控基因预测,开启转录调控研究新思路_数据库

| 暂无评论

做分子生物学研究的同学相比对增强子一定不陌生了,今天为大家带来的数据库就是一个19年发布的展示增强子调节关系的数据库,对增强子研究十分有帮助,它的名称很好记,就叫做EnhancerDB。数据库的网址如下:

http://lcbb.swjtu.edu.cn/EnhancerDB/

接下来,将带大家详细了解一下这个全新数据库的功能,但在此之前,首先简单介绍一下增强子。

什么是增强子

增强子的英文叫做enhancer,它是基因组上的一段序列,长度为50-1500bp,可以与特定的蛋白结合增强特定基因的转录,能和增强子结合的蛋白称作activator。增强子可以位于其调控基因的上游或者下游。它调控基因的方式称作顺式调控(cis-regulation),这个词乍一看有些陌生,但是会经常见到,到底是什么意思?简单的理解就是受增强子所调控的基因和增强子都在同一条DNA上(图1),虽然中间也隔着很多对碱基。与之相对的是反式调控(trans-regulation),即调控原件与所调控的基因完全不在同一条DNA上,比如转录因子对它的目标基因的调控,就属于反式的。因此,以后提到enhancer的作用机制,大家就要立刻想到cis-regulation哦!

图1 增强子调控方式

上面提到增强子可以刺激转录的发生,从而影响基因水平,这一过程具有几个特征:(1)无距离性:指的是增强子和启动子的距离可以很远(但会在同一分子上);(2)无方向性:增强子既可以是正向也可以是负向;(3)无必要性:即对于转录过程来说增强子不是必须的。近期对于增强子的研究发现,它不仅仅对基因有着调控作用,而且还对miRNA的转录具有调控作用,这意味着其作用更加广泛了。同时研究表明Enhancer与转录因子结合位点的突变可能与癌症发生有关,这就需要一个数据库都这些信息加以汇总,EnhancerDB就是在这样的背景下应运而生的。

数据库功能

图2-1向大家展示的是数据库的构建过程,目前数据库涵盖了来自于41个组织/细胞系中32万个增强子,406个转录因子和9000多个目标基因的信息,试验验证的基因和miRNA的表达数据也进行了收集。综合这些信息,使用者就可以对增强子—转录因子—基因和miRNA这一调控模式进行初步探索。

图2-2还向大家展示了一个数据库statistics中的交互式图表,可以通过鼠标点击饼图中的组织迅速进入到特定的组织/细胞中,之后可以通过如图2-3所示的信号强度调节来筛选该特异组织中强度较强的增强子列表。

图2-1

图2-2

图2-3

1

如果你有一个想要研究的增强子

如果你有一个想要研究的增强子,那么首先你可以在输入框中输入增强子的编号,如图3-1所示,你就可以得到增强子的染色体位置,起始终止位点,及其存在的组织,如图3-2红框中所示,点击后可进入特定的组织/细胞。我们这里选择在肉瘤细胞系A673中做进一步展示。

图3-1

图3-2

打开后会发现一下海阔天空,图中存在大量信息,包括该增强子潜在调控的基因,可能和该增强子结合的转录因子(TF)以及它可能调控miRNA,这些都可以是下一步研究的方向,同时还涵盖了增强子的SNP情况(图4),这些SNP的改变就可能导致增强子无法与转录因子结合,并进一步影响其功能。是不是瞬间有一种打开了大门的感觉,无论是研究其上游还是下游,都有了一定的方向!

图4

在图4中,右侧代表着这一增强子在已有组织/细胞系中的分布情况,而左侧则给我们提供了全方位的汇总信息,这张图即enh76500这一增强子所在染色体区域的一些基本情况,包括它的长度,所调控的基因(这里是COL5A2),以及该基因在不同组织的表达情况,还有已发表的这段序列的SNP情况和表观遗传学信息(H3K27AC修饰)。

图5

除了增强子自身的信息,我们最关心的还是它在功能上与其他分子的相互作用,下拉网页便可以看到上表(图5),上表中罗列了各种数据库中可能与enh76500发生相互作用的转录因子名称,可供大家进一步探索。除了转录因子之外,下面的表格(见图6-1、6-2、6-3)还展示了这一增强子区域内已发现的SNP情况,和该增强子可能调控的基因与miRNA,为增强子研究寻找下游靶点提供思路。

图6-1

图6-2

图6-3

2

如果你有一个想研究的基因

假如你现在有个确定想要研究的基因,想进一步研究其调控,那么就可以采取与刚才相反的检索方式,我们首先在首页上选择基因,输入基因的名称,之后就可以得到调控这个基因的增强子信息,调控基因的转录因子(图7),以及这个基因的常用外部链接如Uniprot。这样就可以进一步去研究此基因的转录调控过程了!

图7

选择基因后可以看到它的具体信息(图8),包括各种基因ID,基因位置可起始位点。

图8

接着,我们可以查看可能调控这个基因的增强子信息,如下图所示。每个增强子的ID,起始和结束位点,以及增强子与转录起始位点的距离都予以一一展示,另外还有存在这个增强子的组织和细胞情况,当选择一个增强子作为研究对象前,最好利用这个数据库确认一下该增强子是否存在于你的研究体系中。后面的表格(图9-1、9-2)则是调控这个基因的转录因子信息。

图9-1

图9-2

3

如果你只是想随便看看

首页中的Browse栏涵盖大量相互作用的数据,如果你想随便看一看就可以点看开这里(如图10-1),相互作用关系包括转录因子—增强子,增强子—基因,增强子—miRNA,增强子SNP。我们这里点开增强子—miRNA,可以看到每一行都是一个miRNA,你可以选择你感兴趣的miRNA了解详细信息,同时更重要的是网站会给你提供有关这个miRNA可能受到何种增强子调控(图10-2),这是很热的研究方向,随便转转看看有没有感兴趣的miRNA吧!

图10-1

图10-2

最后,网站的统计资料部分展示了一张饼图,表示目前在各个组织中鉴定出的增强子数量,没什么特别的意义,就是简单的统计吧,这个数字还会不断增加,祝大家在增强子研究领域也能取得新的突破!!

发表评论

*为必填字段!