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转录因子研究套路 Lesson 1 基础研究要素体系

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转录因子

使用的文献:Thyroid transcription factor 1 enhances cellular statin sensitivity via perturbing cholesterol metabolism

  • Oncogene算是肿瘤学的老牌期刊
  • 两个表型:他汀敏感性和胆固醇代谢,表型嵌套设计(via),and通常是平行嵌套,但是via就存在推到了,而且他汀类药物本来就是胆固醇合成限速酶HMG-CoA的抑制剂,基础知识还是要有的。
  • 题目里没有看到机制,但是IF>7的文章是不可能没有机制的,把主变量TTF-1的靶基因做了去提供机制是非常有可能的

基础科研三变量五恒量

  • 转录因子在变量中属于分子的范畴,是具有转录调节功能的一类蛋白,所以本质上也是功能基因编码的产物,属于功能基因的范畴,我们在套路课·功能基因部份讲过的内容同样适合这里,只是细节部份会有一些特色。

从基因结构理解转录因子的特点

  • TTS:Transcription Termination Site,转录终止点
  • TTS附近,通常是上游(也可能在下游)会有一段调节转录终止的序列,称为终止子terminator,和启动子一样,转录的终止也需要蛋白的参与,这些蛋白在DNA上也有结合位点
  • 3’-UTR:3’-untranslated region,转录成RNA后,接受转录后调控的序列,也不在编码区中
  • 基因的编码区CDS是由内含子和外显子串联而成的,转录出来的初级RNA(核不均一RNA,hnRNA)会经过初级加工,拼接外显子,切除内含子,形成成熟体。
  • 在第一个外显子的上游还有一段区域不被转录,那是5’-UTR
  • 5’-UTR的上游就是转录起始的位点TSS,transcription start site
  • TSS上游就是启动子序列,用于结合RNA-pol启动转录
  • 启动子的上游还可能有增强子这样的结构,用来调控转录的过程
  • Flanking sequence:侧翼序列,主要起调控的功能;转录所需要的调控序列存在于DNA上,在转录过程中就已经发挥作用了,没必要转录出来;而翻译过程的调控序列在RNA上,就需要一同转录出来
  • 所以,一条RNA并不是只有编码区coding sequence,CDS,而是也有侧翼序列的,那就是5-UTR和3’-UTR,基因转录后发生调控的核心场所就发生在两个UTR上。
  • 真核生物的5’-UTR会有加帽,也就是图中的Cap,帽子的作用在于便于与核糖体结合;3’-UTR会加上poly-A尾,其作用除了保证mRNA的稳定性外,还是把这条RNA从细胞核转运到细胞质的信号。
  • 转录因子的特色:转录因子是与基因的启动子或增强子结合,促进或者抑制转录起始的蛋白,一个转录因子可以成为一系列下游基因转录的开关,在信号转导中处于重要的位置
  • 转录因子和被其调控的DNA是一对存在相互交互作用的分子组合

读题猜要素

  • 表型:statin sensitivity和cholesterol metabolism
  • 模型:体外细胞,体内动物
  • 检测方法
    • 药物敏感性经典的实验是检测IC50,半数抑制浓度
    • 胆固醇做法:估计是检测胆固醇指标和其他marker

看图对衡量

  • 疾病:Lung Cancer
  • 细胞模型
    • A549是经典的肺癌细胞株
    • BEAS2B-人正常肺上皮细胞
    • NCI-H358是非小细胞肺癌细胞
  • 鼠:394T4和389T2,私房武器,别的研究者建株的,研究人员有说是在哪里获得的
  • 实验方法
    • RNA水平的筛选,用来找TTF-1下游的靶基因
    • 质谱:分析胆固醇代谢小分子marker
    • 胆固醇外流实验:有试剂盒,表型标配实验
    • qPCR和Western,流式:检测分子表达
    • 转录因子研究的经典实验:Luciferase荧光素酶报告基因和染色质免疫共沉淀,见三十六策 Lesson 16
  • 分子标记
  • 补充:“对”字的含义:如果我们恰好是研究脂代谢方向的研究者,那么看这篇文章基本就不需要补充常识,直接比对恒量套路是否如我们所预期,和之前掌握的是否一致
    • 如果一致,直接看后面的论证逻辑就可以了
    • 如果不一样的模型、实验方法和分子标记就需要消化吸收,扩充自己的恒量库

分组辨套路

  • 主要看针对模型的部份
  • 从数据图的分组可以发现出来
    • Gain of Function
    • Loss of Function
    • Rescue Assay:文章数据的加分项,针对主变量调节表型进行论证的时候,是可以有Rescue实验的设计的,如果一篇文章有多个变量,多元变量之间建立必要性的论证也需要rescue
    • 一般来说有机制的文章,rescue的重点会放在变量间的回复效应上,同时操作两个变量,观察下游的变量或者是最终表型的回复,有了两个变量同时操作的rescue,常规会省略主变量自身的rescue,然而这篇文章不走寻常路,对主变量和表型之间的调控关系也做了rescue

读题识变量

  • 主变量读题目就知道了,是TTF-1这个转录因子
  • 靶基因:看Fig.2和3就能看到都在研究ABCA1

看图解机制

  • Fig.4a是一张非常有特征的模式图,基本上有直接作用的机制,研究结合位点,都会有这样一张模式图,来阐明实验设计,下图说明作者把ABCA1的启动子全长1kb的区域分成了3段,每段之间有overlap,实验坐下来TTF-1结合的是绿色的区域,作者又对绿色区域进行了位点的突变,预测了两个结合位点

结果推结论

检索探背景

  • 去GeneCards数据库
  • 基因组定位,蛋白大小,mRNA信息等,这些都是开展具体研究工作的时候必要的信息
  • TTF-1这个基因的转录本有俩,因为REFSEQ对应的mRNA信息有两条,针对RNA水平的检测设计引物请认准NM打头的内容,因为是NCBI官方认定的内容

溯源揭创新

  • 这篇文章的创新点:创新的表型和机制
  • 评价一篇文章水平高低的四条标准:
    • 主变量与表型的创新
    • 主变量和因变量在机制上的创新
    • 机制的深度
    • 数据的规范性
  • 这个实验室之前发了一篇文章(下图),做TTF-1调控某个miRNA,然后miRNA的预测下游分子中,排名第一的就是ABCA1,所以可以看作某种程度上的延续性工作
  • 这个实验室还发了一篇关于TTF-1的Review,围绕TTF-1穿梭于各种表型和疾病当中,这是科学家们做科研的常见做法,我们医学科研更细化锁定疾病和表型,换各种分子来套
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  1. 1. 基础科研三变量五恒量
    1. 1.1. 从基因结构理解转录因子的特点
  2. 2. 读题猜要素
  3. 3. 看图对衡量
  4. 4. 分组辨套路
  5. 5. 读题识变量
  6. 6. 看图解机制
  7. 7. 结果推结论
  8. 8. 检索探背景
  9. 9. 溯源揭创新
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