为了更全面地了解基因调控，一组研究人员开发了一种技术，可以在基因组中绘制出几乎所有可能的调控开关。在他们利用玉米穗进行的概念验证研究中，他们证明了他们的试验，使用微球菌核酸酶(MNase)作为结构探针，可以检测已知的转录因子(TF)结合位点。在农业领域，科学家们一直试图通过使不同的植物对干旱、洪水或植物病毒等外部力量更具抵抗力来提高作物产量，扩大关于玉米和其他植物基因调控的知识可能是至关重要的。
这项研究发表在《公共科学图书馆·遗传学》杂志上的论文《The native cistrome and sequence motif families of the maize ear.》。
(Jonathan dost)
玉米是一个有用的模型物种，部分原因是它的复杂性，它可以帮助阐明其他植物的基因。玉米基因组大约有20亿个碱基对;人类大约有29亿个碱基对。
调节开关由转录因子控制。这些开关控制着基因表达，特别是在发育的不同阶段。当这个过程出错时，它可能会破坏植物正确生长或抵抗疾病的能力。
佛罗里达州立大学(FSU)生物科学教授Hank Bass博士领导的团队开发了一种名为MNase-defined cis - occupancy Analysis (MOA-seq)的技术，用于绘制约30个碱基对的小块DNA序列。该方法提取细胞核，并使用MNase作为结构探针，同时显示可访问的染色质区域，以及具有tf占据的顺式元素的高分辨率足迹。它扩散到细胞核，并识别DNA的区域，可以通过转录因子结合进行修饰。
“通过创建玉米调控位点和转录因子的精确图谱，基因表达可以通过靶向这些位点来优化，”该论文的第一作者、现就读于贝勒医学院的FSU校友萨凡纳·萨瓦代尔(Savannah Savadel)说。“这可能意味着更健康的植物，更高的营养含量，更好的生长，或抗旱能力，这是一个特别重要的问题，在农业困难的地区。”
作者写道，他们在玉米穗上使用MOA-seq作为概念证明，能够定义145,000 MOA足迹(MFs)的顺式体。虽然绝大多数(76%)，“已知的ATAC-seq acr与MFs相交，只有少数MFs与ATAC峰重叠，表明大多数MFs是新发现的，没有被ATAC-seq检测到，”作者写道。
巴斯说:“我们在玉米穗的概念验证测试组织中发现了高精度的电灯开关。”“降低到这个序列水平的能力意味着你可以在这些开关的结合位点内寻找遗传变异。这使得精准农业成为可能。”将DNA图谱缩小到更小的30个碱基对，将允许研究人员使用CRISpR等基因编辑工具来修改基因的特定区域。
作者写道，这种全基因组分析“不仅定义了染色质景观，而且关键在于能够全面发现和绘制约30 bp小脚印下的序列基序，从而生成候选TF占用图谱。”
巴斯说:“对基因组结构的了解应该有助于聚焦基因组编辑，并加速更大规模的应用研究，比如指导精准农业和医学的研究。”