【生信实操】一文教会你查找基因的启动子以及预测转录因子结合位点
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在日常的生物信息学分析中，查找基因启动子可以帮助我们确定基因的启动开关，👌弄清楚基因在何时、何地、何种条件下被激活，从而理解基因的调控和表达。在介绍具体的查找方法之前，我们先来梳理一下这个高频词的概念：
启动子 Promoter
启动子是基因转录的特定DNA区域，通常位于基因转录起始位点的5‘端上游，长度约为100-1000bp。在转录过程中，RNA聚合酶和转录因子能够识别并特异性结合到启动子的特有DNA序列（通常为保守序列），从而启动转录。🔑启动子本身并不转录，也不直接控制基因的活动，而是通过与转录因子的结合来调节转录过程。
接下来我们正式开始介绍方法：
1. 首先登陆网站National Center for Biotechnology Information (nih.gov)，并且下拉菜单选择gene，检索框内输入要查找的基因。
2. 这里我们就以IL17A为例，输入并点击search，然后选择想要研究的物种类型，这里以人源[Homo sapiens (human)]为例。
3. 点击人源IL17A基因，下拉到下图位置，可以看到该基因的转录方向是从左向右的，所以在转录方向的蓝色箭头的左边是启动子区域。
4. 然后点击Genomic regions, transcripts, and products中的FASTA。
5. 可以看到具体的基因信息：
6. 一般认为基因上游2 kb区域为该基因的promoter区域，所以我们将范围往前设置2kb并点击Updata View。
7. 这样IL17A的启动子序列就成功找到啦！
前面我们介绍了可以帮助我们确定基因在何时、何地、何种条件下被激活的启动子，接下来我们来聊一下另一个同样重要的物质：🔑转录因子。按照惯例，我们先来梳理一下概念：👇
转录因子Transcription Factors，TFs
转录因子能特异性地与基因的特定序列结合，通常长度在5至20bp之间，从而确保目标基因在特定时间和空间以特定强度表达。通过识别这些特定的DNA序列，转录因子调节染色质和转录，构建复杂的基因组表达系统。这种结合被称为“基序”（motif），是一种描述特定转录因子偏好短序列的模型，可以扫描较长的序列（如启动子）来识别潜在的结合位点。确定基序是解释转录因子功能的第一步，为进一步分析提供了方向。
接下来我们正式开始介绍方法：
1. 我们在这里使用JASPAR数据库（ https://jaspar.elixir.no/ ）来预测转录因子的结合位点。JASPAR是一个最全面的公开数据库，专门收集有关转录因子与DNA结合位点模体的信息。该数据库中的所有数据都经过严格筛选，并且有确切的实验依据。
2. 我们还是以Spi1为例，输入并点击search，选择最新版ID（MA0080.7）。
可以看到该转录因子的详细信息：
3. 页面往下拉，点击Binding sites information下HTML file查看结合位点序列。
红色标识即就是motif对应的具体的序列信息。
4. 继续下拉页面，点击“ChIP-seq centrality”，查看ChIP-seq数据的Motif富集结果。
P值小于0.05，即logP < -1.3，表示转录因子与Motif结合具有统计学意义。在可视化图形中，横坐标表示峰的相对位置，纵坐标表示Motif的出现次数。如果峰尖位于0附近且峰形尖锐，则表明得到的峰确实是转录因子结合的DNA Motif位置。
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最后编辑于 2024-12-03 · 浏览 7664
