转录因子在转录调控中扮演着至关重要的角色。它们是能够与特定DNA序列结合的蛋白质，从而调节基因的表达。通过与启动子或增强子区域的结合，转录因子能够开启或抑制目标基因的转录过程。这一机制不仅在细胞类型的分化、发育过程中起着关键作用，还对细胞对外界环境变化的响应至关重要。

近年来，转录因子研究非常活跃，爱基百客在该领域积累了丰富经验，并分享了许多相关文章如何研究转录因子，合集文章让你的研究直接开挂。干货备齐之后，真正的灵魂拷问来了：在某一特定生命过程中，究竟该如何精准锁定那些“说了算”的关键转录因子？

RNA-seq擅长描绘“谁”在表达，却难以回答“为何”如此；ATAC-seq则像一把分子探照灯，瞬间点亮基因组中所有开放的染色质区域，精准捕捉潜在转录因子的落脚之处。将两份数据叠加，染色质可及性与基因表达水平即刻同屏共振——差异开放染色质与差异表达基因精准配对，结合motif富集分析，关键转录因子便像被聚光灯锁定般跃然眼前。这种“RNA-seq+ATAC-seq”的联动策略，不仅把调控逻辑从二维表达到三维结构一镜到底，更让关键转录因子的锁定效率呈指数级提升，堪称多组学解析基因调控网络的黄金组合！

下面让小编带您来看一下具体应用案例吧。

案例1：月季热胁迫响应机制

• 技术手段：RNA-seq、ATAC-seq、EMSA

• 研究内容：

高温胁迫严重影响月季（Rosa chinensis）的观赏价值和产量，但其热胁迫响应（HSR）的转录调控机制尚不清楚。本研究通过对热胁迫不同时间点的月季叶片进行ATAC-seq和RNA-seq测序，首次绘制了月季热胁迫下染色质可及性的动态图谱，发现热胁迫2小时内启动子区可及性降低、基因间区增强，且热响应基因（如HSP18.1和BAG6）的启动子染色质开放度与其表达水平显著正相关；进一步鉴定出关键转录因子RcHSF30直接结合这些基因的HSF元件，驱动其表达，从而增强耐热性，为月季热胁迫的表观遗传调控机制提供了新见解。

图1.ATAC-seq和RNA-seq的整合分析

案例2：番木瓜成熟调控机制

• 技术手段：ATAC-seq、RNA-seq、EMSA、ChIP-QPCR、酵母单杂、LUC

• 研究内容：

针对木瓜采后极易软化、1-MCP处理时长不当又会产生硬芯“橡胶质感”这一产业痛点，本研究以破色期果实为材料，设置无1-MCP处理、1-MCP 2h和1-MCP 16h三组，通过ATAC-seq与RNA-seq联合分析，系统解析染色质开放图谱与基因表达谱。结果表明1-MCP显著重塑染色质可及性，差异开放区（DAR）集中于启动子和基因间区，长期处理显著下调启动子开放程度。将ATAC-seq差异peaks与RNA-seq差异表达基因（DEGs）交叉整合，锁定CpAGL18等MADS-box转录因子及CpACS1（乙烯合成）、CpSAUR32（生长素响应）等8个关键通路基因，其染色质开放度与转录水平呈正相关。EMSA、Y1H、ChIP-qPCR与双荧光素酶实验证实，CpAGL18直接结合并激活CpACS1和CpSAUR32启动子，驱动乙烯合成并调控生长素信号，从而决定果实软化进程。该研究首次以表观-转录组整合视角阐明1-MCP导致木瓜成熟障碍的分子机制，为精准施用1-MCP和选育耐贮品种提供靶基因。

图2.不同1-MCP处理的番木瓜果实染色质可及性和基因表达的差异分析

案例3：CAF-干性轴揭示肝癌移植新分型

• 技术手段：ATAC-seq、RNA-seq、质谱蛋白质组学

• 研究内容：

针对超出米兰标准、接受肝移植的HBV相关肝细胞癌（HCC）患者预后差异大、传统形态学指标不足的问题，本研究对180例中国患者（100例训练集+80例验证集）的肿瘤组织同时开展RNA-seq、ATAC-seq和质谱蛋白质组学。通过整合57条通路活性，构建出低、中、高三种转录组风险亚型：低风险组5年总生存率近70%，显著优于高风险组（≈30%），并在独立队列及蛋白层面得到验证，其区分能力明显优于UCSF和Up-to-7等传统扩展标准。通过ATAC-seq数据，识别出在高风险组中显著上调的转录因子，特别是XRCC5。XRCC5的高表达与癌症干细胞基因表达正相关。通过实验验证，XRCC5的高表达可以促进HCC细胞的癌症干细胞特性，而XRCC5敲低可以显著抑制这些特性。此外，CAF来源的CXCL12通过CXCR4促进XRCC5的表达，从而维持HCC细胞的癌症干细胞特性。研究首次阐明“CAF-干性”轴驱动的分子分型，为肝移植精准筛选及术前降期治疗提供了超越米兰标准的表观-转录调控依据与潜在干预靶点。

图3.研究设计示意图

图4.通过ATAC-seq鉴定的关键转录因子(TFs)

案例4：BSP诱导肝毒性的分子机制

• 技术手段：ATAC-seq、RNA-seq、CUT&tag

• 研究内容：

双酚S（BPS）作为BPA替代品已被大量应用，但其肝毒性尚缺系统阐释。本研究采用C57BL/6J小鼠模型，通过口服灌胃方式暴露于BPS三个月后，小鼠肝脏出现显著脂质沉积，血清低密度脂蛋白（LDL）、非酯化脂肪酸（NEFA）及丙氨酸氨基转移酶（ALT）水平升高，呈现典型MASLD表型。在AML12细胞与初级肝细胞中亦复现该效应。为探明机制，同步进行了RNA-seq和ATAC-seq来分析染色质可及性和基因表达的变化。整合分析锁定bZIP/ATF3结合motif显著富集，CUT&Tag进一步证实BPS诱导ATF3在全基因组2232个位点重新占位，直接调控Soat2、Scd1等脂代谢基因。肝特异敲除Atf3或抑制AP-1/JunB均可逆转BPS引起的染色质重塑与脂质沉积，首次阐明“BPS-AP-1-ATF3-染色质可及性”轴驱动MASLD的新机制。

图5.BPS暴露后AML12细胞染色质的可及性和基因表达变化

结  语

将“RNA-seq看表达，ATAC-seq看开放”进行整合，能精准锁定在特定生命过程中真正“说了算”的关键转录因子。掌握这一黄金组合，你的基因调控研究就能事半功倍。如果您在表观遗传学研究领域有任何技术需求，欢迎随时联系我们，我们期待为您的科研工作助力！