中国科学家绘制首个小鼠全身各器官转录因子蛋

• 哺乳动物中转录因子的分类示意图（根据DNA结合结构域的不同进行分类）。引自：Vaquerizas, J. M., Kummerfeld, S. K., Teichmann, S. A., & Luscombe, N. M. (2009). A census of human tranion factors: function, expression and evolution. Nature Reviews Genetics, 10(4), 252-263.

  转录因子(tranion factor, TF)是一群能与基因上游特定序列（转录因子结合位点）专一性结合，从而保证目的基因以特定的强度在特定的时间与空间表达的蛋白质分子，在哺乳动物基因组中大约含有1500个（上图）。转录因子在作用功能上可分为两类：一为普遍转录因子，另一类为组织细胞特异性转录因子，这些TF仅在特定的组织或细胞中表达，或者是受到一些外部信号和其他刺激后，才开始发挥功能，转录表达某些特异基因产物。转录因子的表达水平极低，在大规模蛋白质组学中鉴定定量一直是领域中难以攻克的难题。目前大规模转录因子的研究主要通过转录组数据得出。但是，转录因子是通过结合DNA特定序列发挥功能，单纯的转录组定量信息并不能代表转录因子的生活活性功能。

  秦钧科研团队曾开发利用串联转录因子反应元件（catTFRE， concatenated tandem array of the consensus TFREs）富集细胞内活性转录因子，在蛋白质组水平上的鉴定能力与转录组水平相当（下图）【1】。

  此次研究中，研究人员将此项技术应用于小鼠32个组织和器官的转录因子鉴定中，绘制了整个小鼠在组织器官水平上的转录因子定量图谱（下图）。通过对大规模数据的整合与生物信息学分析，发现了在各个层次中起重要功能的转录因子，包括普遍表达转录因子，组织保守性转录因子以及组织决定性转录因子（ttmTF）。研究人员利用小鼠2/3肝切除再生实验证实，在器官组织发生剧变时，ttmTF会显著下调，丧失一部分器官原有的特性。

  该研究揭示了转录因子在小鼠各个不同器官的表达情况，为整个蛋白质组学研究填补了这一领域的空白。该项研究对于理解转录因子调控基因表达以及开展相应的基础和转化医学具有重要的理论指导和应用价值。

  据悉，国家蛋白质科学中心（北京）的秦钧教授和复旦大学丁琛研究员为本文的共同通讯作者，军事医学科学院放射与辐射医学研究所的在读博士生周泉，夏夏助理研究员，国家蛋白质科学中心刘明伟为本文的共同第一作者。

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  参考文献：

  1、Ding, C., Chan, D. W., Liu, W., Liu, M., Li, D., Song, L., ... & Zhen, B. (2013). Proteome-wide profiling of activated tranion factors with a concatenated tandem array of tranion factor response elements. Proceedings of the National Academy of Sciences, 110(17), 6771-6776.

  秦钧教授简介

  秦钧，博士，现任军事医学科学院放射与辐射医学研究所，北京蛋白质组研究中心主任、研究员，博士生导师，中组部“千人计划”人才。中国生物化学与分子生物学会蛋白质组学专业委员会(CNHUPO)副理事长。中共中央组织部第九批“千人计划”人才，北京市“海聚工程”人才。秦钧教授是世界上少数几位将质谱仪设计、蛋白质组学方法开发、生物信息学、生物学及临床应用纳入同一个研究项目的学者之一。其开发的方法，可以在几个小时内准确地识别和定量8000个蛋白，并对感兴趣的200个蛋白质在60分钟内精确定量。其成功主持了973项目《泛素－蛋白酶体：系统性发现其底物、发掘新作用机制及其生物学意义》、国际合作项目《II型糖尿病脂滴蛋白防诊治靶点筛选与验证》《蛋白质组信息学关键技术及分析系统研发》等。获授权专利4项，其中美国专利1项；在Cell、Mol Cell、Anal Chem, PNAS、Nat Commu、J Proteome Res、JBC等国内外杂志发表论文百余篇。

  丁琛研究员简介