ヒトエンハンサーおよびプロモーター配列の適合性規則

ヒトゲノムの遺伝子調節は、特定の近くのプロモーターを活性化する遠位エンハンサーによって制御されます¹。 この特異性の1つのモデルは、プロモーターが特定のエンハンサーに対して配列にコードされた選好を持っている可能性があることです。たとえば、転写因子または補因子の相互作用セットによって媒介されます。²。 この「生化学的適合性」モデルは、個々のヒトプロモーターでの観察およびゲノムワイドな測定によってサポートされています。 ショウジョウバエ^3–9。 ただし、人間のエンハンサーとプロモーターが本質的に互換性の程度は体系的に測定されておらず、RNA発現を制御するためにそれらの活動がどのように組み合わされるかは不明なままです。 ここでは、ExP STARR-seq（エンハンサーxプロモーター自己転写活性調節領域シーケンシング）と呼ばれるハイスループットレポーターアッセイを設計し、それを適用して、ヒトK562細胞における1,000エンハンサーと1,000プロモーター配列のコンビナトリアル互換性を調べました。 エンハンサーとプロモーターの互換性に関する簡単なルールを特定します。ほとんどのエンハンサーはすべてのプロモーターを同程度の量で活性化し、固有のエンハンサーとプロモーターの活性は相乗的に組み合わされてRNA出力を決定します（R²= 0.82）。 さらに、2つのクラスのエンハンサーとプロモーターが微妙な優先効果を示しました。 ハウスキーピング遺伝子のプロモーターには、GABPAやYY1などの因子の活性化モチーフが組み込まれており、遠位エンハンサーに対するプロモーターの応答性が低下していました。 可変的に発現される遺伝子のプロモーターはこれらのモチーフを欠き、エンハンサーに対してより強い応答性を示した。 一緒に、エンハンサー-プロモーターの互換性のこの体系的な評価は、ヒトゲノムの遺伝子転写を制御するためにエンハンサーとプロモータークラスによって調整された乗法モデルを示唆しています。