一、【背景介绍】转录调控是什么？
转录调控是基因表达调控的重要环节，涉及一系列复杂的过程，它决定了基因的信息如何从DNA转录到mRNA，并最终影响蛋白质的合成。这一过程在所有生物体中都至关重要，确保了细胞可以根据不同的生理和环境条件灵活调整其功能和行为。
1. 概念
转录调控是指在基因表达的转录阶段，通过各种转录因子和其他分子机制对特定基因的活性进行调节的过程。转录是基因表达的第一步，涉及将遗传信息从DNA转写到mRNA的过程，这一过程主要由RNA聚合酶催化完成。
转录调控的基本原理涉及识别和响应细胞内外的信号，以调节特定基因的转录起始、进行和终止。这些信号可以是细胞周期的变化、外部环境的变化、营养状况、应激响应等。
+1核小体调控转录起始
转录因子的结合：转录因子是一类能够识别和结合到DNA上特定序列（称为启动子或增强子区域）的蛋白质，它们能够促进或抑制RNA聚合酶的结合和活性，从而调控基因的转录。转录因子可以是激活子或抑制子。
表观遗传调控：DNA的甲基化和组蛋白的修饰（如乙酰化、甲基化等）也会影响转录的活性。这些修饰改变染色质结构，使得转录机制易于访问或更为封闭。
RNA聚合酶的招募与调控：转录的启动通常需要特定的转录因子集合在启动子区域，这些转录因子协助或直接招募RNA聚合酶到基因的启动位点。
转录后调节：即使在mRNA生成后，转录的调控也可能继续进行，如mRNA的加工、编辑和运输等过程，这些都可以进一步调节其稳定性和翻译效率。
增强子及其特征：a.增强子是独特的基因组区域。b,c.在给定的组织中，活性增强子被激活的 TFs 结合，并通过循环被带到各自的目标启动子附近。d-f .基因表达的复杂模式
转录调控是细胞适应性和多样性的关键。它允许细胞针对特定的生长条件、发育阶段、外部刺激或内部需求，调整其基因表达模式。错误的转录调控可能导致疾病的发生，包括癌症、代谢病和遗传病等。
二、【研究手段与方法】转录调控如何研究？
电泳迁移率变化分析 (EMSA)：通过这种技术可以检测特定的转录因子是否能够与其识别序列结合。通过观察核酸-蛋白质复合物在凝胶中的迁移率变化，可以确定结合的发生与否。
染色质免疫沉淀 (ChIP)：这种技术用于研究特定蛋白质（如转录因子或组蛋白修饰）与特定DNA区域的结合情况。通过使用针对特定蛋白的抗体捕获DNA-蛋白复合物，然后通过PCR、芯片或测序来识别与蛋白质相结合的DNA区域。
报告基因分析：这种方法涉及将一个外源报告基因（如荧光蛋白或酶基因）置于一个研究中的启动子或增强子控制之下。通过测量报告基因的活性，可以评估转录调控区域的功能。
基因敲除/敲降技术：通过CRISPR/Cas9、shRNA或siRNA等技术，可以特异性地敲除或降低目标基因的表达，以研究某个特定转录因子或其他调控因子的功能和重要性。
转基因技术：将特定基因的过表达或突变形式引入模型生物中，可以帮助研究这些基因在生物体中的作用和转录调控的影响。
免疫共沉淀 (Co-IP)：通过这种技术可以研究蛋白质-蛋白质之间的相互作用，例如转录因子之间或转录因子与其他调控蛋白之间的相互作用。
质谱分析：用于鉴定与特定蛋白质相互作用的蛋白质，或者识别蛋白质的翻译后修饰，这对理解转录调控网络中的复杂相互作用至关重要。
转录组测序 (RNA-seq)：这种技术用于全面分析细胞中所有RNA分子的表达情况，可用于研究转录调控的全局影响。
ChIP-测序 (ChIP-seq)：通过结合ChIP和高通量测序技术，可以在基因组范围内识别转录因子的结合位点。
ATAC-seq (Assay for Transposase-Accessible Chromatin with high-throughput sequencing)：这种技术用于评估染色质的开放状态，可以帮助揭示转录因子如何访问其靶基因。
三、【结果分析】转录调控实验结果怎么看？
下面我们来举2个例子带大家一键看懂转录调控实验结果。
1. DNA-FISH实验检测显示下调基因不能一致地定位于 mir430 转录体
（PMID:38589534,《Nature Cell Biology》,中科院1区，IF 21.3）
颜色标记：
分析图像：
Upregulated mir430：这张图显示了较多的黄色信号（mir430）和绿色信号（上调基因）。我们可以观察到绿色和黄色信号在某些区域的重叠，表明在mir430上调的情况下，某些基因的表达被激活，并可能与mir430的位置有一定的关联。
Downregulated mir430：在这张图中，品红色（下调基因）与黄色（mir430）的分布显示了相对分离的模式，这可能说明在mir430下调的情况下，下调的基因并不一致地定位于mir430转录体旁。这种分离的分布模式支持实验目的的说明，即下调基因的空间定位与mir430的关联不强。
Upregulated Downregulated：此图中展示了两种信号的混合，整体上看，品红色信号在细胞核中的分布并未显示出与绿色信号密切的空间关联。
Upregulated mir430 Downregulated：在此图中，虽然三种信号都有所展示，品红色信号的分布仍然表现出与黄色信号的相对分离。这再次表明下调基因在空间上并未一致地与mir430转录体定位相关联。这表明mir430的调控效应可能不直接通过空间近接来实现对这些基因的影响。
2. MYC P1 启动子位点的 RNA-seq 轨迹 （IGV） 显示，与 MYC WT 和 KRAS SWP 细胞相比，MYC MUT 细胞中没有转录本
（PMID:38315865,《PNAS》, 中科院1区, IF 11.1）
图像组成元素解析
轨迹 (Tracks)：
图中明显显示，MYC WT细胞中P1启动子活性高，导致在此区域有较多的转录产物累积。而在MYC MUT细胞中，几乎无转录产物，说明突变可能影响了启动子的功能，或者影响了转录因子的结合，从而抑制了基因的转录。
四、【国自然中标统计】转录调控热度如何？
2024年医学科学部“转录调控”部分中标项目
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2024年度国自然医学部50大科研热点的中标数统计如下：
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