通过对 ATAC-seq 数据中的转录因子结合位点进行足迹分析，可以发现果蝇中新型顺式调控元件

发育过程依赖于精细协调的基因表达。基因表达受转录因子（TF）与顺式调控元件（CRE），如增强子和启动子，结合的调控。为了在基因组中寻找CRE，尤其是增强子，研究者已经开发出许多计算和实验方法，这些方法各有优势与局限。鉴于ATAC-seq数据及其中TF结合位点识别方法的日益丰富，我们提出假设：可以利用TF足迹分析工具，在开放染色质中寻找可能作为CRE发挥作用的TF结合事件簇。以果蝇前后轴模式形成网络作为测试平台，我们在此前发表的早期胚胎ATAC-seq数据上使用数字基因组足迹分析工具（DGT）TOBIAS，对16种对胚胎模式形成至关重要的TF的足迹图谱进行了表征。即便在这一增强子注释已相当完善的系统中，大多数检测到足迹的TF结合位点仍位于已知增强子之外，其中基因间区和内含子区承载了最高数量的TF足迹，尽管其密度较低。为寻找潜在的新型增强子，我们鉴定了高密度TF足迹簇，这些区域具有高度保守性，并与活性增强子组蛋白标记信号重叠。随后选取了5个高置信度候选区域进行报告基因实验验证，结果发现这5个区域均能够驱动胚胎中的空间模式化表达。本研究表明，即使在一个已被高度表征的系统中，基于ATAC-seq数据中TF足迹结合位点的分析仍能够揭示新的调控区域，并提示该方法有助于利用现有ATAC-seq数据发现新的CRE。

发育过程依赖于经过精细协调的基因表达。基因表达受到转录因子（TF）与顺式调控元件（CRE），如增强子和启动子，结合的调节。人们已经开发出许多计算和实验方法来在基因组中寻找CRE，尤其是增强子，而这些方法各有优势与局限。鉴于ATAC-seq数据及其中识别TF结合方法的可获得性日益提高，我们假设可以利用TF足迹分析工具，在开放染色质中寻找可能作为CRE发挥作用的TF结合事件簇。

以果蝇前后轴模式形成网络作为测试体系，我们使用数字基因组足迹分析工具（DGT）TOBIAS，对先前发表的早期胚胎ATAC-seq数据进行分析，以表征16种对胚胎模式形成至关重要的TF的足迹图谱。即使在这一增强子注释已相当丰富的系统中，大多数具有足迹特征的TF结合位点仍位于已知增强子之外，其中基因间区和内含子区承载了最高数量的TF足迹，尽管其密度较低。

为了寻找潜在的新型增强子，我们鉴定出高密度的TF足迹簇，这些簇具有高度保守性，并与活性增强子组蛋白标记信号重叠。随后，我们选取了5个高置信度候选位点进行报告基因检测验证，结果发现这5个位点均能够在胚胎中驱动空间模式化表达。

本研究表明，即使在一个已经得到高度表征的系统中，对ATAC-seq数据中具有足迹特征的TF结合位点进行分析，仍然能够发现新的调控区域，并提示该方法可能有助于利用现有ATAC-seq数据寻找新的CRE。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.22.733832v1?rss=1

🏷️ ATAC-seq 转录因子足迹分析 顺式调控元件 增强子发现 果蝇胚胎发育