STARR-seq

STARR-seq：Self-transcribing active regulatory region sequencing

STARR-seq是一种大规模平行报告分析法，用于直接根据转录增强子在整个基因组中的活性来识别转录增强子，并定量评估增强子活性。

STARR seq是如何工作的？

增强子是能与TF转录组因子结合、增强基因转录效率、不受方向和距离影响的DNA序列。

DNA可及性、组蛋白修饰、转录因子、辅因子结合可用来表征增强子，但不能直接证明增强子功能以及量化增强子活性。

由于增强子活性与潜在的DNA序列直接相关，可通过深度测序在细胞RNA中测量结果报告转录物的存在。

具体而言，DNA片段被克隆到核心启动子下游和报告基因的3′UTR中。活性增强子将自我转录并成为最终报告转录本的一部分（图1A）。这种设置允许在一个高度复杂的报告文库中同时测试数百万个DNA序列，并确保所识别的序列作为真正的增强子（而不是例如启动子）从远程位置激活转录（图1A）。

图1.1 STARR-seq pipeline。首先，从任意的DNA源克隆一个报告库，可以超声基因组DNA进行全面的基因组筛选。将报告者文库转染培养细胞，24小时后从总RNA池中分离报告者转录本。对自转录序列进行cDNA合成和PCR扩增后，进行深度测序，得到的reads被映射到参考基因组。报告基因的富集直接和定量地反映了活性的增强。

STARR seq的特点

STARR-seq是一种异位的、基于质粒的检测方法，所测得的活性直接反映增强子序列的调节能力。

该测量不受候选序列在转录本中的位置或其方向的影响，并准确反映了细胞信号（如激素治疗）后的活动变化，突出了其外膜反应性。

STARR-seq不太可能受到随机基因组整合引起的位置效应的影响。

对于大多数细胞类型而言，STARR-seq的时间范围为单个细胞周期或更少。

STARR-seq还可以测量不可接近染色质内序列的增强子活性。

STARR-seq是用来解决基因调控的长期和基本问题的强有力工具。

活性增强子的DNA序列特征

STARR seq的全基因组增强子活性图谱提供了大量功能性增强子序列和阴性对照。这组独特的增强子使我们能够通过计算分析得出顺式调节序列规则以及功能性重要的TF结合基序，从而解释细胞类型特异性增强子功能，此外，STARR-seq能够识别一类新的增强子序列元件（二核苷酸重复基序，dinucleotiderepeat motifs，DRM），这对广泛活性增强子的活性非常重要。

应用拓展

观察增强子强度的动态变化并确定因果调节区域。

STARR-seq与CRISPRi的辅因子破坏相结合或者与小分子抑制剂结合，可以揭示某些辅因子在癌症中的作用。其中一些特别有趣的因子，可能成为癌症治疗的重要靶点。

STARR-seq将在体内应用于不同的组织和细胞类型。

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