Transkriptionsfaktorbinding

Transkriptionsfaktorbinding beschreibt die Interaktion zwischen Transkriptionsfaktoren, also DNA‑bindenden Proteinen, und spezifischen DNA‑Sequenzen in Genomen. Diese Bindung steuert, ob und in welchem Ausmaß Gene exprimiert werden. Transkriptionsfaktoren erkennen meist kurz wirkende DNA‑Motife, häufig Palindrom oder spezifische Zeichenketten, die in Promotoren, Enhancern oder Silencern vorkommen. Durch die Bindung können sie die Initiation der RNA‑Polymerase2 an ein Promotorsequenz modulieren, andere Co‑Aktivatoren oder Regulatoren anziehen oder die chromatin‑Struktur verändern.

Die Bindung erfolgt mittels eines DNA‑Bindungsdomänen, wie z. B. Helix‑Turn‑Helix, Zn‑Finger, Leucin‑Zipper oder Helix‑Loop‑Helix. Manche Transkriptionsfaktoren interagieren mit anderen Proteinen, um komplexe Regelnetzwerke zu bilden. Binding-Events sind oft zellulär spezifisch und zeitlich gekennzeichnet, etwa kurz vor Zellteilungen, bei Differenzierung oder in Reaktion auf extrazelluläre Signale.

Methoden zur Analyse der Transkriptionsfaktorbinding umfassen Chromatin‑Immunpräzipitation (ChIP) gefolgt von Sequenzierung (ChIP‑seq), EMSA, reporter‑Assays und neue CRISPR‑basierte Verfahren wie CUT‑&‑RUN. Die Daten dieser Techniken ermöglichen es, Genregulationsnetzwerke zu rekonstruieren und Krankheitsmutationen in Regulatorregionen zu identifizieren.

Transkriptionsfaktor‑Binding ist zentral für die Entwicklung, Aufrechterhaltung des Zelltyps und die Anpassung an Umweltveränderungen. Dysregulationen können zu Entwicklungsstörungen, Krebs und anderen Erkrankungen führen. Durch das Verständnis dieser Bindungskräfte können gezielte therapeutische Strategien entwickelt werden, beispielsweise dass Bindungen blockiert oder gefördert werden, um die Genexpression zu modulieren.