转录因子数量的编码限制

转录因子蛋白通过结合特定的DNA序列来控制基因的表达。它们包含属于多个超家族的DNA结合结构域，每个超家族具有特定的DNA结合机制。基因组中编码的转录因子总数随基因组中基因数量的增加而增加。在此，我们检查了不同生物体中来自每个超家族的转录因子数量。我们发现，大多数超家族的转录因子数量似乎存在上限。例如，即使在非常大的基因组中，翼状螺旋因子的数量通常也不超过300。每个超家族转录因子最大数量的量级似乎与该超家族结合机制有效识别的DNA碱基数量相关。编码理论预测，为了最小化转录因子之间的交叉结合错误，应该存在这样的转录因子数量上限。该理论进一步预测，具有相似结合序列的因子应倾向于具有相似的生物学效应，从而使得基于错误识别的错误最小化。我们提供的证据表明，具有相似结合序列的转录因子倾向于调控具有相似生物学功能的基因，支持了这一预测。本研究揭示了细胞转录因子库的潜在限制，并提出了可能更普遍适用于结合位点与生物学功能之间映射的编码约束。