Cell热点：新测序技术助癌症研究

领导这一研究的是美国康奈尔大学，德州大学西南医学中心Cecil H. andIda Green Center主任W. Lee Kraus博士，他曾就蛋白如何结合基因，调控基因组进行过深入的研究。

科学家们早些年就已知道雌**在乳腺癌细胞中起着重要的作用，约2/3的乳腺癌细胞都有雌**受体表达，这些受体可将雌**作为有丝分裂信号产生响应。雌**是乳腺癌生长的首要驱动力，雌**受体可以成为**抑制****(如他莫西芬)的作用靶点以及预后判断指标，因此这方面的研究也受到了许多大型实验室的关注。

在这篇文章中，研究人员利用一项叫GRO-seq(Global Run-OnSequencing)测序技术，并通过一种新的生物信息学方法来分析数据，发现雌**信号能快速，有力，并以一种出乎预料的短暂方式直接调节很大部分的转录谱。除编码蛋白的基因外，雌**还调控了全部三种RNA聚合酶的分布和活性，事实上还包含迄今为止所有描述过的每一类非编码RNA，研究人员还**发现数千种以往未注明或未检测到的由雌**调节的基因间转录，为进一步研究开辟了新的方向。这为引发细胞分裂的雌**依赖作用提供了一个有关的更广的基因调解谱图。

这种GRO-seq技术可以在整个基因组范围上绘制参与转录的RNA聚合酶的位置、数量和定位。通过这项技术，研究人员可以在短时间内对雌**在分子水平对细胞生长调节作用进行观察。在此之前，研究人员需要基于稳态基因表达方式或需耗费数小时或数天的静态成像技术，对根据DNA序列制备RNA拷贝的基因转录过程进行干扰以便进行观察。现在，通过GRO-seq技术，研究人员可以观测到基因组水平的进行的转录，这是一种对所有参与DNA聚合酶位置和定向的高分辨率虚拟图谱。

除此之外，这项研究还采用了一种新型生物信息学方法来分析数据，这种方法可以直接运用GRO-seq的数据来发现转录物。这样研究人员还发现了许多未曾被发现的雌**调控的基因间转录物，其中有很多与雌**受体的结合位点相邻。因此可以说这是目前进行的***雌**主要、瞬即效应的测量，这为理解其他系统中信号依赖的快速转录进行提供了资源。

近期来自加州大学圣地亚哥分校的研究人员也利用这一方法证实细胞对雄**的反应有可能受到剧烈的重编程事件影响从而导致细胞产生选择性的基因编程及表达谱。研究人员认为这一可塑性有可能是发育过程中细胞分化，以及某些癌症发生与发展的基础。

原文摘要：

A Rapid, Extensive, and Transient Transcriptional Response toEstrogen Signaling in Breast Cancer Cells

Highlights
Global run-on sequencing shows immediate transcriptional effects ofestrogen signaling
Estrogen regulates 25% of the breast cancer transcriptome rapidlyand transiently
Estrogen regulates the production of all classes of coding andnoncoding transcripts
Estrogen regulates the production of many as yet unannotatedintergenic transcripts

Summary
We report the immediate effects of estrogen signaling on thetranscriptome of breast cancer cells using global run-on andsequencing (GRO-seq). The data were analyzed using a newbioinformatic approach that allowed us to identify transcriptsdirectly from the GRO-seq data. We found that estrogen signalingdirectly regulates a strikingly large fraction of the transcriptomein a rapid, robust, and unexpectedly transient manner. In additionto protein-coding genes, estrogen regulates the distribution andactivity of all three RNA polymerases and virtually every class ofnoncoding RNA that has been described to date. We also identified alarge number of previously undetected estrogen-regulated intergenictranscripts, many of which are found proximal to estrogen receptorbinding sites. Collectively, our results provide the mostcomprehensive measurement of the primary and immediate estrogeneffects to date and a resource for understanding rapidsignal-dependent transcription in other systems.