미생물에서는 오페론을 통하여 유전자 발현을 조절하지만, 다세포생물의 경우 물리적인 상호작용을 통하여 특정한 DNA나 조절단백질의 작용에 의해 유전자 발현이 조절됩니다. 유전자 발현 조절에 관여하는 인자를 transcription factor라고 하며 이 transcription factor가 어떤 부위에 binding 하는지에 따라 다양한 유전자들이 발현하게 됩니다. Transcription factor는 다양한 외부의 자극과 요인에 의해 작용하게 됩니다.

이때, transcription factor가 부착하는 위치를 transcription factor binding site(TFBS)라고 합니다. 이러한 유전자 조절에 중요하게 작용하는 transcription factor binding site들의 정보들을 제공하고 분석할 수 있는 툴인 TRANSFAC에 대해서 소개하려고 합니다.

TRANSFAC은 geneXplain사에서 제공하는 데이터베이스 겸 분석툴로써 진핵생물의 transcription factor나 binding site, 유전자나 단백질, pathway 등에 관한 다양한 정보들을 담고 있습니다.



그 중, 가장 주된 기능은 positional weight matrix(PWM)의 라이브러리를 활용하여 서열 내의 TFBS를 예측하는 것입니다. TFBS 분석은 일반적인 방법으로 분석하는 Match, 한 쌍의 TF를 찾아주는 composite model과 overrepresented TFBS를 찾아주는 FMatch가 있습니다. 가장 보편적으로 사용되는 방법은 Match 방법으로 미리 큐레이션 되어 있는 Matrix를 가지고 TFBS를 예측합니다.

TFBS 예측을 위해서는 Matrix 리스트들이 있어야 하는데 이 list들이 만들어지는 패턴은 아래와 같습니다.

다양한 논문 등으로부터 수집되어진 TFBS 서열을 행렬로 만들어 PWM 라이브러리를 생성합니다. 이 라이브러리를 이용하여 input으로 넣어준 서열과 설정해둔 cut-off 값에 따라 해당하는 PWM을 검색하여 서열상에서 TFBS을 유추할 수 있습니다.

아래의 실제 wizard를 함께 보시죠.

분석할 파일을 넣고 method에서 Match, FMatch, composite model 중 원하는 분석을 선택한 다음 cut-off 값을 세팅하여 분석을 진행하면 아래와 같이 TFBS를 예측하여 결과를 보여줍니다.



분석한 서열상에 존재할 수 있는 모든 TFBS들을 테이블 형태로 보여주며 matrix ID를 클릭하게 되면 해당 matrix에 대한 자세한 정보를 확인할 수 있습니다.



또한, Matrix는 어떻게 구성이 되었는지 reference 정보와 서열 그리고 어떤 실험을 통해 증명된 데이터인지 리포트를 통해 확인할 수 있습니다.

이처럼 TRANSFAC을 이용하면 binding site를 쉽게 예측할 수 있으며, 해당하는 transcription factor 정보 및 관여하는 유전자 정보 등 전문가 큐레이션을 통한 신뢰도 높은 다양한 정보들을 한 번에 확인할 수 있습니다.

* Trial을 원하신다면 codes@insilicogen.com 혹은 031-278-0061으로 문의주시기 바랍니다.

Posted by 人Co