Double DAP-seq uncovered synergistic DNA binding of interacting bZIP transcription factors.
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DOI：
10.1038/s41467-023-38096-2
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发表时间：
2023-05-05
影响因子：
16.6
通讯作者：
Huang, Shao-shan Carol
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li, Miaomiao;Yao, Tao;Lin, Wanru;Hinckley, Will E. E.;Galli, Mary;Muchero, Wellington;Gallavotti, Andrea;Chen, Jin-Gui;Huang, Shao-shan Carol
许多真核转录因子（TF）形成同二聚体或异二聚体复合物来调节基因表达。碱性亮氨酸拉链 (bZIP) 转录因子的二聚化对其功能至关重要，但同源二聚体与异源二聚体的 DNA 结合和功能特异性的分子机制仍然难以捉摸。为了解决这一差距，我们提出了双 DNA 亲和纯化测序 (dDAP-seq) 技术，该技术可在内源基因组 DNA 上绘制异二聚体结合位点。使用 dDAP-seq，我们分析了拟南芥中的 20 对 C/S1 bZIP 异二聚体和 S1 同二聚体，并表明异二聚化显着扩展了这些 TF 的 DNA 结合偏好。 dDAP-seq 结合位点分析揭示了 bZIP9 在脱落酸反应中的功能以及 bZIP53 异二聚体特异性结合在种子成熟中的作用。 C/S1 异二聚体对植物 bZIP 识别的 ACGT 元件和类似于酵母 GCN4 顺式元件的基序表现出明显的偏好。这项研究证明了 dDAP-seq 在破译相互作用 TF 的 DNA 结合特异性方面的潜力，这些特异性是组合基因调控的关键。在这里，作者描述了一种新方法来研究一些蛋白质如何协同作用来控制基因活性。他们表明，某些蛋白质对可以识别它们无法单独识别的新 DNA 序列，并控制更广泛的基因。
Many eukaryotic transcription factors (TF) form homodimer or heterodimer complexes to regulate gene expression. Dimerization of BASIC LEUCINE ZIPPER (bZIP) TFs are critical for their functions, but the molecular mechanism underlying the DNA binding and functional specificity of homo- versus heterodimers remains elusive. To address this gap, we present the double DNA Affinity Purification-sequencing (dDAP-seq) technique that maps heterodimer binding sites on endogenous genomic DNA. Using dDAP-seq we profile twenty pairs of C/S1 bZIP heterodimers and S1 homodimers in Arabidopsis and show that heterodimerization significantly expands the DNA binding preferences of these TFs. Analysis of dDAP-seq binding sites reveals the function of bZIP9 in abscisic acid response and the role of bZIP53 heterodimer-specific binding in seed maturation. The C/S1 heterodimers show distinct preferences for the ACGT elements recognized by plant bZIPs and motifs resembling the yeast GCN4 cis-elements. This study demonstrates the potential of dDAP-seq in deciphering the DNA binding specificities of interacting TFs that are key for combinatorial gene regulation. Here, the authors describe a new method to study how some proteins work together to control gene activity. They show that certain protein pairs can recognize new DNA sequences that they can’t recognize individually and control a wider range of genes.
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