EMSA-SELEX-seq method for analysis of binding site sequences in DNA-protein complexes

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The BOB1 protein (OBF1, OCA-B) is a transcriptional coactivator of two POU domain proteins — OCT1, expressed in all cells, and lymphoid-specific OCT2. The interaction of BOB1 with OCT1/2 plays an important role in the regulation of immune responses in both physiological and pathological contexts. BOB1 is known to form a ternary complex with OCT1/2 bound to DNA in monomeric and certain dimeric configurations, changing the sequence specificity of the binding. To analyze DNA sequences from these complexes, in this work we proposed the EMSA-SELEX-seq method, based on the separation of OCT/BOB1 complexes of various compositions in a non-denaturing polyacrylamide gel (EMSA) followed by the isolation and amplification of the oligonucleotides that they contain (SELEX). Based on several rounds of the enrichment followed by the NGS sequencing and bioinformatics analysis, the DNA sequences were determined and the relevance of this approach was confirmed. Thus, the proposed EMSA-SELEX-seq method allows the analysis of DNA sequences in DNA-protein complexes with varying dimensions of its protein components.

About the authors

I. B. Nazarov

Institute of Cytology RAS

Author for correspondence.
Email: i.nazarov@incras.ru
Russian Federation, St. Petersburg, 194064

M. N. Gordeev

Institute of Cytology RAS

Email: i.nazarov@incras.ru
Russian Federation, St. Petersburg, 194064

A. A. Kuzmin

Institute of Cytology RAS

Email: i.nazarov@incras.ru
Russian Federation, St. Petersburg, 194064

D. S. Zilov

Institute of Cytology RAS

Email: i.nazarov@incras.ru
Russian Federation, St. Petersburg, 194064

E. V. Potapenko

University of Haifa

Email: i.nazarov@incras.ru

Institute of Evolution, Department of Evolutionary and Environmental Biology

Israel, Haifa, 3498838

A. N. Tomilin

Institute of Cytology RAS

Email: a.tomilin@incras.ru
Russian Federation, St. Petersburg, 194064

References

  1. Bailey T. L., Elkan C. 1994. Fitting a mixture model by expectation maximization to discover motifs in biopolymers. In: Proceedings of the Second International Conference on Intelligent Systems for Molecular Biology. Menlo Park, California: AAAI Press. P. 28.
  2. Botquin V., Hess H., Fuhrmann G., Anastassiadis C., Gross M. K., Vriend G., Schöler H. R. 1998. New POU dimer configuration mediates antagonistic control of an osteopontin preimplantation enhancer by Oct-4 and Sox-2. Genes Dev. V. 12. P. 2073.
  3. Gstaiger M., Georgiev O., van Leeuwen H., van der Vliet P., Schaffner W. 1996. The B cell coactivator Bob1 shows DNA sequence-dependent complex formation with Oct-1/Oct-2 factors, leading to differential promoter activation. EMBO J. V. 15. P. 2781.
  4. Gstaiger M., Knoepfel L., Georgiev O., Schaffner W., Hovens C. M. 1995. A B-cell coactivator of octamer-binding transcription factors. Nature. V. 373. P. 360.
  5. Jolma A., Yan J., Whitington T., Toivonen J., Nitta K. R., Rastas P., Morgunova E., Enge M., Taipale M., Wei G., Palin K., Vaquerizas J. M., Vincentelli R., Luscombe N. M., Hughes T. R., et al. 2013. DNA-binding specificities of human transcription factors. Cell. V. 152. P. 327.
  6. Jolma A., Yin Y., Nitta K. R., Dave K., Popov A., Taipale M., Enge M., Kivioja T., Morgunova E., Taipale J. 2015. DNA-dependent formation of transcription factor pairs alters their binding specificity. Nature. V. 527. P. 384.
  7. Kibet C. K., Machanick P. 2015. Transcription factor motif quality assessment requires systematic comparative analysis. F1000Res. V. 4: ISCB Comm J-1429.
  8. Luo Y., Fujii H., Gerster T., Roeder R. G. 1992. A novel B cell-derived coactivator potentiates the activation of immunoglobulin promoters by octamer-binding transcription factors. Cell. V. 71. P. 231.
  9. Luo Y., Roeder R. G. 1995. Cloning, functional characterization, and mechanism of action of the B-cell-specific transcriptional coactivator OCA-B. Mol. Cell Biol. V. 15. P. 4115.
  10. Meers M. P., Janssens D. H., Henikoff S. 2019. Pioneer factor-nucleosome binding events during differentiation are motif encoded. Mol. Cell. V. 75. P. 562.
  11. Reményi A., Tomilin A., Pohl E., Lins K., Philippsen A., Reinbold R., Schöler H. R., Wilmanns M. 2001. Differential dimer activities of the transcription factor Oct-1 by DNA-induced interface swapping. Mol. Cell. V. 8. P. 569.
  12. Song S., Cao C., Choukrallah M. A., Tang F., Christofori G., Kohler H., Wu F., Fodor B. D., Frederiksen M., Willis S. N., Jackson J. T., Nutt S. L., Dirnhofer S., Stadler M. B., Matthias P. 2021. OBF1 and Oct factors control the germinal center transcriptional program. Blood. V. 137. P. 2920.
  13. Strubin M., Newell J. W., Matthias P. 1995. OBF-1, a novel B cell-specific coactivator that stimulates immunoglobulin promoter activity through association with octamer-binding proteins. Cell. V. 80 P. 497.
  14. Tomilin A., Reményi A., Lins K., Bak H., Leidel S., Vriend G., Wilmanns M., Schöler H. R. 2000. Synergism with the coactivator OBF-1 (OCA-B, BOB-1) is mediated by a specific POU dimer configuration. Cell. V. 103. P. 853.
  15. Weirauch M. T., Cote A., Norel R., Annala M., Zhao Y., Riley T. R., Saez-Rodriguez J., Cokelaer T., Vedenko A., Talukder S., DREAM5 Consortium, Bussemaker H. J., Morris Q. D., Bulyk M. L., Stolovitzky G. et al. 2013. Evaluation of methods for modeling transcription factor sequence specificity. Nat. Biotechnol. V. 31. P. 126.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».