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副研究員  |  蔡懷寬  
 
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Research Descriptions
 

        目前普遍認為基因轉錄是受到轉錄因子及其結合位置所調控,分析轉錄因子的功能與其對應的結合位置將有助於瞭解基因轉錄的機制。我們利用染色質免疫沈析晶片資料、生物晶片資料以及酵母菌鄰近物種之DNA序列,作出TFBSfinder軟體以辨識轉錄因子之結合位置。對於每個轉錄因子,TFBSfinder先根據生物晶片資料找出可信度很高的調控基因與非調控基因(non-target genes),然後在相較於那些非調控基因下,尋找在其調控基因的啟動子中出現頻率高,且在相近物種間也被保存的DNA片段,將這些片段作群聚並找出具代表性的位置加權矩陣。此外,轉錄因子結合位置常存有退化位置,亦即容許不同的核苷酸出現在該位置上。我們進一步尋找具非連續序列特徵之結合位置。所謂的非連續性序列特徵指的是所找到的序列特徵其中包含連續的退化位置,這樣的序列特徵很難尋找,因為具高退化性的位置大量增加在尋找答案過程中的搜尋空間。我們利用序列特徵探勘技術以及位置的同現性來加強辨識位置的可信度。我們將此方法應用於已知其結合位置的酵母菌轉錄因子,跟其他方法相比,此方法不僅對非連續序列之結合位置具有高正確率,對一般結合位置的結果也相當好,具有相當高的信度與效度。此外,我們建立了一方便使用者查詢的平台- 叫MYBS,可以動態運用資料找到所需的結合位置。MYBS可讓使用者設定選擇不同的染色質免疫沈析晶片資料以及演化足跡資料以觀察特定基因之轉錄因子的結合位置。利用該資料庫,我們進一步探討轉錄因子結合位置的序列組成與其調控基因表現情形之間的關聯性。雖然目前學界普遍認為這些核苷酸的差異並不會對基因調控產生影響力,但近年來揭露其對基因表現調控重要性的研究與證據卻與日俱增。因此我們針對酵母菌中轉錄因子結合序列的退化位置與調控基因的表現之間的關聯性進行分析。我們發現在酵母菌已知的可信轉錄因子結合位置上,有超過三分之一的退化位置與約五分之一的退化位置對具「功能性」,表示退化位置的出現確實與基因表現有顯著的關聯性,且有些退化位置需要同時有另一個退化位置的發生,形成退化位置對才具有調控的影響力。進一步分析這些退化位置序列的特性,我們發現這些具「功能性」的退化位置相對於其他退化位置,顯著地在演化過程中被保留。我們證實了轉錄因子結合序列中有部份退化位置對基因調控確實具備影響力,期能賦予基因轉錄調控研究在DNA序列分析上新的觀點與視野。

 
 
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