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    日本理化研究所的研究人員與世界各地的科學(xué)家合作，生成了兩個(gè)人類(lèi)全基因組的基因調控子圖集。發(fā)表在2014年3月26日的《Nature》的兩篇論文報道。第一篇是轉錄起始位點(diǎn)圖集，即RNA聚合酶開(kāi)始將DNA轉錄成RNA;第二篇是增強子激活圖集，非啟動(dòng)子DNA的延伸上調某些基因的轉錄。
 

    “這兩篇論文是非常重要的”沒(méi)有參與該研究、加州大學(xué)圣地亞哥分校的生物化學(xué)家王偉（音譯，Wei Wang）說(shuō)。 “這將是一個(gè)非常寶貴的資源。 ”

    “我們做了一個(gè)正常細胞注釋的百科全書(shū)：185,000啟動(dòng)子，44,000增強子，并且其中大部分都具有組織特異性，”該研究項目的啟動(dòng)者、理化研究所組學(xué)科學(xué)中心的林崎良英（音譯，Yoshihide Hayashizaki）說(shuō)。

    “這是一個(gè)對不同細胞類(lèi)型的轉錄子活性進(jìn)行非常廣泛的調查，是一個(gè)非常寶貴的資源，并且在目前來(lái)說(shuō)，這也是相當獨特，”美國馬薩諸塞大學(xué)醫學(xué)院的翁治平（音譯，Zhiping Weng ）說(shuō)。翁指出，唯一可比的資源是基因型與組織中的表達程序（ GTEX ） ,當與FANTOM相比時(shí)，是“在這一點(diǎn)上并沒(méi)有那么全面， ”她說(shuō)。 “現在，這是最全面，大量收集有效轉錄數據的時(shí)候，特別是原代細胞。我覺(jué)得這是非常重要的。我想很多人會(huì )發(fā)現這數據是非常有用的。 ”

    FANTOM是幾個(gè)項目之一，旨在注釋人類(lèi)基因組，并確定基因表達是如何產(chǎn)生那么多種細胞類(lèi)型。參與DNA元件百科全書(shū)（ENCODE）計劃的成員中，包括了日本理化研究所的一些研究人員，利用染色質(zhì)免疫沉淀分析和DNA酶敏感區定位法，此外，為了確定轉錄因子結合DNA和染色質(zhì)“開(kāi)放”位點(diǎn)，因此用DNA酶進(jìn)行切割。ENCODE研究團隊使用多種細胞系和只研究少數細胞類(lèi)型，而FANTOM研究組研究無(wú)數的原代細胞和組織類(lèi)型，以及細胞系。

    “我發(fā)現FANTOM和ENCODE是互補的，因為FANTOM主要生成轉錄數據，而ENCODE生成多樣性更豐富、更多類(lèi)型的數據。

    但FANTOM在細胞類(lèi)型尺寸描述上更多，而ENCODE主要集中在細胞系中，僅有少數種類(lèi)的原代細胞和組織類(lèi)型， ”翁（參與ENCODE計劃）說(shuō)。 “你可以想象這兩個(gè)非常大的項目，它們處于一個(gè)非常大的異次元中。 ”

    為了創(chuàng )建這些圖譜，FANTOM的研究人員利用帽分析基因表達（ CAGE ）測序rna轉錄啟動(dòng)子。通過(guò)映射 CAGE 標簽上的人類(lèi)基因組，日本理化研究所領(lǐng)導的研究組鑒定出位于轉錄起始位點(diǎn)上游的啟動(dòng)子區域。研究人員使用CAGE 識別出人類(lèi)原代細胞、組織樣品和永生細胞系的啟動(dòng)子，他們發(fā)現，許多基因具有多個(gè)轉錄起始位點(diǎn)，并且在不同類(lèi)型的細胞中轉錄起始的位置也不同。

    采用CAGE ,研究組也確定了增強子的RNA轉錄序列。其他研究組先前表明，一些增強子是雙向轉錄——從中心開(kāi)始往外面兩個(gè)方向轉錄，兩條DNA鏈同時(shí)進(jìn)行。FANTOM研究小組發(fā)現的證據表明，雙向轉錄是增強子激活的一個(gè)明顯特征。CAGE檢測出約75 %的增強子促進(jìn)HeLa細胞中的報告基因表達，比以前通過(guò)ENCODE鑒定出非轉錄增強子的多。

    王先生說(shuō)，他最感興趣的是增強子圖集。 “這是人們第一次如此大規模的完成增強子RNA [分析] , ”他說(shuō)。

    “在這么多類(lèi)型的細胞，這一數字[增強子激活]是在一種低端領(lǐng)域中， ”王說(shuō)， “特別是，如果你與ENCODE和其他注釋比較。 . . . 我想這與低豐度的eRNAs [增強子RNA ]有關(guān)。”

    其他組也發(fā)現，增強子生成RNA量非常低。“我唯一擔心的是，他們可能錯過(guò)很多激活的增強子，”王說(shuō)。 “我的理解是，他們同時(shí)擁有[一]高真陽(yáng)性率，和假陰性率。所以，無(wú)論他們確定什么，我相信那些是真實(shí)的，激活的增強子，但它們也可能會(huì )錯過(guò)激活的增強子，那是因為低豐度的eRNAs.”

    林崎表示，增強子和啟動(dòng)子的在未來(lái)的用途，定義到不同的細胞類(lèi)型提高將一個(gè)細胞轉化成另一個(gè)類(lèi)型的細胞的可能性。它也可以幫助預測一個(gè)特定癌癥是否要轉移，他補充說(shuō)。