Новый метод PPTP-seq раскрывает полную картину регуляции генов в E. coli

Исследователи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе разработали метод pooled promoter responses to TF perturbation sequencing (PPTP-seq), который в 50 раз эффективнее стандартных подходов для изучения регуляции генов.

Суть технологии

PPTP-seq объединяет CRISPR-редактирование генов с комбинаторной библиотекой, содержащей все известные транскрипционные факторы (TFs) и промоторы в геноме-мишени. Это позволяет в одном эксперименте (длительностью около двух недель) исследовать, как сотни TFs регулируют тысячи промоторов.

Результаты для E. coli

В исследовании, опубликованном в Nature Communications, с помощью PPTP-seq была систематически изучена активность 1372 промоторов E. coli при воздействии на каждый из 183 транскрипционных факторов. Один эксперимент дал информацию о более чем 200 000 потенциальных взаимодействий TF-промотор.

«Стандартный инструмент RNA-seq выявляет около 4000 ответов регулятор-ген. PPTP-seq увеличил это число в 50 раз», — пояснил профессор Фужонг Чжан.

Ключевые открытия

• Метод выявил комплексную сеть регуляции генов в масштабе всего генома, включая множество ранее неизвестных ответов.
• Исследование показало, что регуляция генов — динамичный процесс, зависящий от контекста. Изменяя среду роста E. coli, ученые наблюдали сложную активность промоторов.
• «Контроль со стороны TFs не всегда прямой. Активация одного фактора может затрагивать множество других TFs и генов», — отметил первый автор исследования Ичао Хань.

Перспективы применения

• Биотехнология и биопроизводство: Новые данные о регуляторных цепях можно использовать для программирования бактерий для производства целевых материалов даже в неидеальных условиях.
• Фундаментальная наука: Технология позволяет проводить исследования в области системной биологии с гораздо большей эффективностью.
• Расширение на другие организмы: Хотя метод был опробован на хорошо изученной E. coli и уже показал новые данные, в будущем PPTP-seq может быть адаптирован для изучения более сложных клеток, включая клетки животных.