【摘 要】
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转录因子选择性地结合到基因组上的调控序列，精细地调控基因表达程序，决定细胞分化的命运和胚胎组织发育的过程。转录因子如何识别基因组上的特异的调控序列，如何在准确的时空调
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转录因子选择性地结合到基因组上的调控序列，精细地调控基因表达程序，决定细胞分化的命运和胚胎组织发育的过程。转录因子如何识别基因组上的特异的调控序列，如何在准确的时空调控生物学的过程，至今仍是一个未被完全解开的谜题。转录因子Sox2与Pax6在眼球的发育过程和一些神经细胞类型特化过程中具有重要的作用。早期的研究发现Sox2和Pax6协作地结合在一段短小的增强子序列DC5序列，调控眼球中的δ-晶状体蛋白的表达。但是，DC5并不能编译为Pax6结合的共有序列，相反，利用Pax6结合的共有序列替代DC5中的序列时，导致Sox2与Pax6无法形成协作作用。这暗示着Sox2/Pax6二聚化形成的调控程序依赖于非共有的增强子序列。为了研究Sox2和Pax6协同地结合DNA的特征，我们设计了DC5的5个位点随机突变容量为1024的DNA库，选择Sox和Pax6在神经干细胞中共同地结合的序列9个。首先在大肠杆菌中表达纯化Sox2和Pax6蛋白，并进行体外实验cooperativity by sequencing(Coop-Seq)。在Coop-Seq实验中，我们将蛋白与DNA共同孵育，通过聚丙烯胺凝胶实验，形成dimer/DNA，monomer/DNA，free DNA的分离带，进一步将每条带中的DNA提取纯化，通过PCR扩增用于后续的深度测序分析和协同系数(omega)的计算。其次，筛选并验证了Sox2与Pax6协同作用的系数高的序列12条，最后，利用新发现的Sox2/Pax6二聚化的序列条件，搜索公开的ChIP-seq数据集，我们发现了基因组上9个DNA元件Sox2/Pax6共同结合的序列和相对应元件附件的基因，有待进一步验证Sox2/Pax6在这些元件上的协同作用。总的来说，我们的工作证明Sox2和Pax6对非共有序列的协同作用决定了这些蛋白在体外和神经干细胞中的相互作用且我们的研究揭示了组合基因调控网络的复杂机制。
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