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比较研究
.2009年11月25日；36（4）：682-95。
doi:10.1016/j.molcel.2009.11.002。

通过全基因组染色质占有率分析了解GATA-1介导的基因激活与抑制

明宇（Ming Yu） 1, 劳拉·里瓦, 谢华峰, 约切维德·辛德勒, 泰勒·B·莫兰, 永成, Duonan余, 罗斯·哈迪逊, 米切尔·魏斯, 斯图亚特·霍金, 布拉德利·E·伯恩斯坦, 欧内斯特·弗伦克尔, 艾伦·坎托
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比较研究

通过全基因组染色质占有率分析了解GATA-1介导的基因激活与抑制

明宇（Ming Yu）等。 分子电池. .

摘要

转录因子GATA-1是红细胞终末成熟所必需的，并根据基因背景作为激活剂或抑制物发挥作用。然而，其体内位点选择性和区分激活基因与抑制基因的能力仍不完全清楚。在本研究中，我们在红细胞中进行了GATA-1 ChIP-seq，并将其与GATA-1诱导的基因表达变化进行了比较。与非差异表达基因相比，结合和差异表达基因包含更多的GATA结合基序，回文GATA位点的频率更高，并且更接近转录起始位点。此外，我们还发现转录因子Zbtb7a占据了一些直接GATA-1靶基因的GATA-1结合区，SCL/TAL1的存在有助于区分转录激活与抑制，多梳抑制复合物2（PRC2）参与了GATA-1表达基因子集的表观遗传沉默。这些数据为GATA-1介导的体内基因调控提供了见解。

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数字

图1
图1
诱导MEL细胞中代谢生物素化GATA-1的链霉亲和素ChIP-Seq。（A） 代谢生物素标记系统示意图。birA、大肠杆菌生物素连接酶。这个比拉识别基序和FLAG表位标签融合到GATA-1或GATA-1ER的氨基末端。生物素受体赖氨酸以粗体表示。（B） 表达以下任一基因的MEL细胞克隆的核提取物的蛋白质印迹比拉单独，或比拉和重组GATA-1(FLAG-生物GATA-1）。上面板，用抗GATA-1抗体探测；下面板，在用链霉亲和素-辣根过氧化物酶（SA-HRP）剥离和重新防护后与上面板相同。（C） G1E细胞表达O-二氨基硅烷（联苯胺）染色FLAG-生物GATA-1-ER未经（左）或经（右）β-雌二醇处理48小时。血红蛋白化细胞染色为深棕色/黑色。阳性细胞百分比显示在面板下方（平均值标准误差（SEM）；n=3）。（D） 用抗GATA-1抗体（顶部）和SA-HRP（底部）检测“C”所示细胞核提取物的Western blot。（E） 在两个已知的GATA-1占用位点（GATA-1 HS1和GATA-2“−2.8 kb”增强子）和一个阴性对照位点进行定量ChIP检测(尼可丁启动子）使用来自诱导MEL细胞（DMSO 24小时）的基于链霉亲和素的ChIP表达比拉单独或比拉和FLAG-生物GATA-1。（F） 链霉亲和素ChIP-Seq富集曲线FLAG-生物GATA-1位于GATA-1和GATA-2基因座。对应于GATA-1 HS1和GATA-2“−2.8 kb”的富集峰用星号表示。
图2
图2
GATA-1全球占有率的生物信息学分析。（A） 顶部的饼图显示了GATA-1富集峰在启动子（到TSS的−10 kb）、基因内位点、基因3’端（到基因端的3 kb 3’）或基因间位点（这些定义区域之外）的分布。底部的饼图显示了基因内位点中内含子与外显子GATA-1富集峰的分布。（B） GATA-1富集峰的频率取决于其相对于TSS的位置。（C） 单（顶部）和双（底部）GATA结合基序偏好基于使用THEME在200个最高启动子区域峰值的占有率。（D） 显示GATA-1占用区域中1、2或>3个GATA结合基序的出现率与包含至少一个GATA绑定基序的10组随机非绑定区域的出现率的图表。（E） Ven图显示了G1-ER4细胞诱导后差异表达的基因数量、GATA-1结合的基因数量以及两者之间的重叠。
图3
图3
分类CD71中五个激活和抑制基因GATA-1结合区候选激活因子和组蛋白修饰的ChIP分析+/低第119条+原代e13.5-14.5胎儿肝细胞。（A） Pol II，（B）H3K4me3，（C）SCL/TAL1，（D）E2A/HEB，和（E，F）Zbtb7a。PI、免疫前或随机混合物种匹配IgG。结果显示，与位于2 kb 5'至GATA-1协议HS1缺乏GATA-1结合位点。3个独立ChIP分析的平均值显示为−/+SEM。特异性抗体和对照抗体之间的富集差异>2倍，p值<0.05（学生t检验）用星号表示。包括在ChIP-seq数据集中从诱导MEL细胞检测到的所有GATA-1占用位点。的启动子区域c-套件和c-myb基因也包括在内，尽管该地区未检测到GATA-1入住率。这个c-myb基因占用位点位于TSS窗口的−10 kb以外，但考虑到c-myb在红细胞发育中的作用，此处包含该位点。
图4
图4
分类CD71中激活和抑制基因GATA-1结合区候选抑制因子和组蛋白修饰的ChIP分析+/低第119条+原代e13.5-14.5胎肝细胞。（A） FOG-1、（B）Mi-2、（C）Gfi-1b和（D，E）H3K27me3。ChIP分析的详细信息如图3所示。
图5
图5
PRC2在GATA-1直接抑制基因中的作用。（A） ChIP分析Suz12在所示GATA-1抑制基因的占有率。结果表示为与位于2 kb 5'至GATA-1协议HS1和表示3个独立实验的平均值+/-SEM。特异性抗体和对照抗体之间的富集差异>2倍，p值<0.05（学生t检验）用星号表示。（B） Suz12协会FLAG-生物GATA-1在诱导MEL细胞中的表达。从表达SA亲和力的MEL细胞中提取SA亲和力后，使用洗脱物的抗Suz12或抗FLAG抗体进行Western blot分析比拉单独或比尔和FLAG-生物GATA-1。显示10%的输入。（C） 诱导MEL细胞内源性Suz12和EZH2与GATA-1的Co-IP。显示20%的输入。（D） 内源性GATA-1、Gfi-1b和FOG-1的Co-IP，以及来自诱导MEL细胞的Suz12。显示20%的输入。（E） 在添加β-雌二醇之前和48小时之后，对G1ER-4细胞中指定位置的Suz12占用率和H3K27me3进行ChIP分析。（F） 左面板，从FACS分类的“R2”（lin负极CD71型+第119条负极)和“R3”（lin负极（Ter119除外）CD71+第119条+)EED等位基因缺失的细胞群体飞行/飞行，EpoR Cre公司负极和EED飞行/飞行、EpoR-Cre+老鼠。指出了缺失和漂浮等位基因的预期PCR产物位置。所有通道中都存在非特定频带。右面板，在EED e13.5胎肝中FACS分类的“R3”细胞的指定位置进行H3K27me3的ChIP分析飞行/飞行、EpoR-Cre负极或EED飞行/飞行、EpoR-Cre+胚胎。ChIP化验的详细信息如“A”所示。平均值显示为−/+SEM（n=3）。（G） EED缺失对红细胞成熟的影响体内试验。左面板，流式细胞术分析EYFP的CD71和Ter119表达+来自典型EED的电池液体/重量，Rosa26-螺纹塞EYFP+，Epo-R Cre公司+（左）与EED飞行/飞行，Rosa26-螺纹塞EYFP+，Epo-R Cre公司+（右）胚胎e13.5胎肝。右侧面板，汇编了4只独立动物的数据，显示了“R2”和“R3”种群的细胞百分比−/+SEM。
图6
图6
转录因子和辅因子占用模型体内与基因激活与抑制相关的GATA-1结合位点。
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