人工設計轉錄因子來調控目標基因的表達已經不是夢想,基于鋅指蛋白結構域的設計已經展開。鋅指蛋白結構域能夠結合于特定的三個堿基配對的DNA序列上。RNA干擾和反義核酸技術能夠抑制基因的表達,而人工設計轉錄因子能夠升高目標基因的表達,從而為疾病的新治療方法開辟了新的思路。Nature Biotechnology上新發表的兩篇文章為基于鋅指蛋白結構域的轉錄因子設計提出了新的觀點。
Kim et al.在整個基因組范圍內尋找編碼鋅指蛋白結構域的序列,并分別分析這些結構域的結合特性,得到了56種不同的結構域對三連堿基對DNA序列有不同的結合特異性。研究者接著把這些結構域三三組合觀察是否能夠產生9個堿基對的特異性。從這些鋅指蛋白結構域中,轉錄因子被設計為能夠結合人類血管內皮生長因子的啟動子,設計得到的轉錄因子也確實能夠特異性結合并激活人類血管內皮生長因子的表達。
Barbas and colleagues也在基因組范圍內尋找可以激活和抑制基因表達的轉錄因子。研究者用一個隨機產生的鋅指蛋白構成的文庫轉化到人類細胞中去,分析細胞表面蛋白的異位表達情況。研究者用這種方法尋找到了具有自然的染色質結合狀態并能夠結合DNA激活基因表達的鋅指蛋白。
這兩個報道都在基因組范圍內分析了包含鋅指蛋白結構域的有價值因子。Kim et al.尋找到的鋅指蛋白結構域比完全人工設計的結構域引發的免疫活性要小。Barbas and colleagues的研究也可以立即知道那些鋅指蛋白在人類細胞系中可以發揮作用。這些研究為鋅指蛋白轉錄因子的人工設計提出了非常新穎的方法,對此類的研究具有很高的價值。
ORIGINAL RESEARCH PAPER:
Scanning the human genome with combinatorial transcription factor libraries
Human zinc fingers as building blocks in the construction of artificial transcription factors
FURTHER READING:
DRUG DISCOVERY WITH ENGINEERED ZINC-FINGER ROTEINS