Dò tìm mô thức gắn DNA của các nhân tố điều hòa phiên mã thông qua dữ liệu genome pot

Dò tìm mô th
ức gắn DNA của các
nhân tố điều h
òa phiên mã thông
qua dữ liệu genome



Một câu hỏi thường được đặt ra
cho các nhà nghiên c
ứu phân tích
dữ liệu bộ gene là khi thực hiện
l
ọat thí nghiệm microarray trong
đó hoạt tính của các protein điều
hoà theo dạng cis luôn thay thì
liệu có thể dự đoán được các mô
thức gắn kết giữa các protein n
ày
và DNA vùng thượng nguồn của
các gene đang chịu sự điều hoà
của chính các protein này hay
không? Một bài bào công bố tr
ên
tạp chí Microbiology (151, 3197–
3213, 2005) mô tả một nghiên
cứu chuyên sâu về nội dung này.

Trong một kỉ nguyên mà những dữ
liệu đồ sộ về gene và chức năng
của genome đang được tạo ra hàng
ngày, một thách thức cho các nhà
sinh học là ph
ải phát triển những kĩ
thuật cho phép trích xuất các thông
tin hữu dụng mà từ đó có thể cung
cấp các tin tức và hướng dẫn các
nghiên cứu thực nghiệm xa hơn.
Trong nghiên cứu này, Haluk
Reasat và các đồng sự đã tập trung
trên bộ gene của vi khuẩn quang
hợp Rhodobacter
sphaeroides nhằm tìm kiếm mô
thức DNA mà ba nhân tố điều hòa
phiên mã PrrA, PpsR và FnrL có
thể gắn lên. Các nhân tố này được
biết chính là các yếu tố điều hòa sự
biểu hiện của gene quang tổng
hợp.

Hướng nghiên cứu của tác giả có
thể chia làm hai bước. Bước đầu
tiên tác giả cho biểu hiện các cụm
gene vốn được chọn lọc theo một
thuật tóan xác định sao cho sự biểu
hiện của chúng tương tự nhau,
thông qua ph
ổ biểu hiện mRNA các
tác giả từ đó nhận biết các gene thể
hiện các mô hình biểu hiện tương
tự nhau trong các điều kiện thí
nghiệm khác nhau. Bước kế tiếp,
các trình tự DNA thượng nguồn
của những gene này đư
ợc phân tích
để tìm ra những vị trí nhận diện mà
nó có thể đóng vai trò như các yếu
tố đồng điều hoà. Những vị trí này
sau đó được dùng để tạo ra những
trình tự liên ứng tiên đóan; các
trình tự liên ứng này sau đó sẽ tạo
nên nền tảng cho việc tìm kiếm ở
cấp độ toàn bộ bộ gene để xác định
những gene đích mới cũng có cùng
kiểu tương tác với các nhân tố điều
hoà nói trên.

Như là một xác nhận có tính giá trị
đối với phương pháp này, Mao và
cộng sự đã độc lập xác định những

trình tự gắn với PpsR và FnrL mà
nó tương thích với những trình tự
liên ứng đã được công bố trước đó
đối với những nhân tố phiên mã
này. Các tác gỉa cũng đã mở rộng
số lượng gene đích có thể được
điều hoà bởi các protein trên.
Những phân tích kĩ hơn về trình tự
gắn lên DNA của PrrA chỉ ra rằng
nó gồm hai vùng bảo tồn với một
vùng đệm nằm giữa có kích thước
khá biến đổi. Sau cùng, sử dụng ba
trình tự liên ứng, khi phân tích to
àn
phần genome của R. sphaeroides đ
ã
hé mở rằng đơn vị điều hòa PrrA
lớn hơn nhiều so với PpsR v
à FnrL,
từ đó cung cấp bằng chúng cho
rằng PrrA là một yếu tố điều hoà
phổ quát đối với sự biểu hiện của
gene trong sinh vật .

Các tác g
ỉa chú ý rằng, tất cả những
kĩ thuật dự đoán đều có thể sinh ra
những kết qủa âm tính gỉahay
dương tính gỉa; tuy nhiên kĩ thuật
này đủ hiệu quả để giúp cho việc

tiên đoán h
ữu dụng của những gene
được điều hòa bởi những nhân tố
phiên mã này. Phương pháp này
cũng nên được áp dụng với những
nhóm gene khác nữa từ các dữ liệu
microarray và thuận tiện cho việc
xác định những nhân tố điều hòa
cốt lõi đối với những qúa trình sinh
học khác .