非特异性结合位点背景下的转录因子靶位点搜索与基因调控
生物物理
2018-06-18 v3
摘要
响应时间与转录水平是基因调控的关键参数。它们取决于转录因子（TFs）寻找其特异靶位点的速度以及占据效率。众所周知，TF结合并沿非特异性DNA滑动可加速靶位点搜索，且非特异性结合会改变基因的占据频率。然而，靶位点搜索时间与占据频率能否同时优化大多不明。我们开发了透明且直观易用的基于状态的形式体系，用以计算任意状态结构的启动子上靶位点的搜索时间与占据频率。我们的形式体系基于活细胞实验中可获取的解离速率常数。为演示该方法，我们考虑由单一TF、两个共激活因子或在竞争性抑制剂存在下激活的启动子。我们发现靶位点搜索时间与启动子占据率随非特异性解离速率常数差异变化。通过调整TF的特异性解离速率常数可使两参数协调。然而，尽管测得的各种真核TF的DNA停留时间对应于快速搜索时间，靶位点的占据频率普遍较低。细胞或可容忍低靶位点占据率，因其能实现针对环境变化的及时基因调控。
引用
@article{arxiv.1707.07832,
title = {Transcription factor target site search and gene regulation in a background of unspecific binding sites},
author = {Johannes Hettich and J. Christof M. Gebhardt},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.07832},
year = {2018}
}