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哺乳动物的端粒DNA序列(重复序列TTAGGG)和一系列调控蛋白组成,可以防止染色体的异常重排和染色体末端的融合,促进线性染色体的末端复制,从而帮助维持真核细胞基因组的稳定性。目前,端粒功能调控蛋白的研究主要集中在端粒蛋白复合体(telosome/shelterin)的6个蛋白(TRF1、TRF2、TIN2、POT1、TPP1、RAP(1))上,端粒结合蛋白与端粒一起形成三维环状结构t-loop,在这一复合结构中端粒结合蛋白和端粒、端粒酶相互作用,共同完成对细胞基本生命活动的调节,与衰老和肿瘤也有着密切的联系。
染色质免疫沉淀(Chromatin immunoprecipitaion,ChIP)技术是分析细胞内生理状态下全基因组范围内识别DNA结合蛋白与DNA相互作用的方法。ChIP与高密度芯片(ChIP-chip)或高通量测序(ChIP-Seq)相结合是在全基因组水平分析DNA与蛋白质相互作用的两个主要技术,在细胞的基因表达调控网络研究中起到重要作用。相对于芯片技术,高通量测序ChIP技术的优势表现在:1)准确度高,测序分析所需要的数据都采用Q20>90%的数据,避免PCR过程所引入的突变;2)灵敏度高,与芯片相比,ChIP-seq可以检测细胞中少至几个拷贝的稀有结合位点;3)不受生物芯片上预先设定的基因组区域的限制,可以对任意物种进行全基因组分析;4)测序有明显的价格优势,而且测序成本不断降低及测序通量显著增高。
本研究通过分析人RAP(1),TRF2蛋白ChIP-Seq数据,寻找RAP(1),TRF2蛋白与DNA相互作用的位点,检测到除了端粒DNA外的蛋白结合位点。通过研究端粒结合蛋白除端粒区域外与DNA相互作用的位点,主要发现了端粒蛋白除了端粒序列外结合模式AATGGG外,端粒结合蛋白还有其他的结合模式和端粒外的DNA结合;通过降低RAP(1)和TRF2端粒蛋白的表达水平,发现蛋白结合的区域的基因表达水平也会受到影响,从而发现端粒蛋白影响基因的表达水平的调控功能。以上成果丰富了端粒蛋白的功能研究和作为DNA结合蛋白的调控作用和机制,具有重要科学意义。