论文摘要
拟南芥乙烯反应元件结合因子（Arabidopsis ethylene responsive element binding factors, AtERFs）是植物特有的一类转录因子。大量研究表明,AtERFs转录因子在植物的生长发育过程中起到重要作用,尤其是在对植物生长逆境的调节中。AtERFs转录因子家族隶属于AP2/ERF超家族,目前在拟南芥全基因组中共发现124个AtERFs转录因子。AtERFs通过其保守的DNA结合结构域特异性识别一类顺式调节元件,如,GCC-box等,从而调节特定基因的转录。为了解析AtERF蛋白和DNA模体（motif）间的相互作用,了解AtERFs各亚家族间DNA结合特性的异同点,本研究从四个亚家族中分别选出一个AtERF蛋白（AtERF1, AtEBP, CBF1和AtERF4）,通过同源模建办法,得到AtEBP, CBF1和AtERF4的DNA结合结构域三维构象并使用分子动力学模拟方法,比较分析四个蛋白与GCC-box的相互作用特征。依据这些特征,解析AtERF家族识别DNA模体的结构基础。本文中的结果提供了AtERF蛋白特异性识别DNA序列的详细信息,同时通过比较分析AtERF四个亚家族中各代表蛋白与DNA模体结合的特性,解析了关键氨基酸残基和DNA模体中的关键位点,从而为解释AtERF蛋白的功能分化提供一些有用的信息。探索转录因子的调节靶基因是构建转录调控网络的重要步骤,同时也是理解细胞对环境应答机制的重要线索。转录因子中的DNA结合结构域决定了转录因子对基因的特异性调控。这些结构域使转录因子能够在目标基因上游调节区域中找到特异的DNA基序。理论上来说,全基因组测序完成的物种都可以通过寻找特定DNA基序的办法来直接确定转录因子的靶基因。而通过实验确定一个转录因子的靶基因的工作仍然十分繁琐,尤其是在复杂的基因组序列中。本研究通过分析转录因子结合位点,同时引入机器学习领域的先进方法,提出了高效特异性强的计算预测转录因子靶基因的方法。同时,对DREBs转录因子的调节靶基因在全基因组范围内进行了预测,预测结果为进一步解析DREBs转录因子参与的植物抗逆调节分子网络提供了有价值的参考。