基因表达的调节对生物体发育至关重要。在基因表达的过程中，储存在DNA中的遗传密码被“解密”：基因通过转录、翻译、翻译后修饰等过程决定靶基因是否表达与表达强度等，最终赋予生物体独特表型。在基因表达的过程中，主要通过转录调控、转录后调控、翻译调控以及翻译后调控来实现表型的发生[1]。
其中转录是基因表达的起始过程，因此对转录调节是整个基因调控过程中起决定性作用的一部分，也体现了生物体基因表达的最经济控制原则。所谓转录水平的调控是指一类称为转录因子（transcription factor，TF）的蛋白质特异性识别并结合靶基因顺式作用元件上，或调节基因表达的强度，或控制靶基因的时空特异性表达，或应答外界刺激和环境胁迫。真核细胞RNA聚合酶自身对启动子并无特殊亲和力，需要众多的转录因子和辅助因子形成复杂的转录起始复合物以启动转录过程，正是由于转录因子可以调控某些疾病相关基因转录水平，所以它可能成为潜在的治疗工具[2]。
转录因子（TFs）识别特定的DNA序列来控制染色质和转录，形成一个复杂的系统，指导基因组的表达。在转录过程中，不同基因序列被不同的启动子所调控。同样，转录因子对不同启动子的结合作用也不同，这将不同程度地影响转录效率。尽管人们对转录因子如何控制基因表达有着浓厚兴趣，但如何确定转录因子的精确基因组结合位点以及转录因子结合最终如何与转录调控相关仍是一个挑战。
在细胞中真正发挥作用并行使功能的是蛋白质，但是如何将DNA所编码的信息在正确的时间和空间有选择性的转换成蛋白质，以维持不同类型细胞的功能，目前，对这些机制了解甚少。因为在哺乳动物细胞中，有超过1000 TFs识别超过200个不同的DNA基序，因此筛选能与DNA相互作用的转录因子并对不同家族转录因子的结合位点进行分析成为了探究基因内在机制的重要途径。
1 前言
1.1 转录因子在基因表达调控中的重要作用
真核生物中，有一类蛋白质分子——转录因子，它们能够与基因调控区的特殊结合位点作用，我们通常称之为模体（motif），随着信号传导激活其他相关转录因子与DNA结合，RNA聚合酶也被招募到相应启动子起始位点附近，转录自此开始，转录因子在此过程中起着激活基因转录或抑制基因表达的重要作用。每种细胞大约表达700个转录因子，各类细胞表达的转录因子不尽相同。这些转录因子通常结合在增强子、启动子等顺式作用元件上，通过招募转录辅助因子，调控特定区域染色质的结构与状态、协助转录起始复合体的组装、促进转录复合体的延伸，从而调控基因的特异性表达[3]。转录辅助因子通常是分子量较大的蛋白或蛋白复合体，包括染色质修饰酶（复合体）、染色质结构重塑复合体、中介体等，它们一般不具备识别特异性DNA序列的能力，需要借助转录因子等才能在基因组的特定区域发挥作用。
越来越多的研究表明，可识别并结合特异性DNA序列的转录因子在招募染色质修饰酶或修饰酶复合体过程中发挥着关键作用。例如，发育相关的HOX家族的转录因子可结合甲基化DNA，并通过招募TET酶诱导DNA去甲基化[4]；另外也有研究发现，转录因子FOXA1、REST等可通过招募组蛋白修饰酶分别促使 H3K4、H3K27甲基化[4-6]。
综上所述，转录因子在调控基因时空特异性表达中发挥着重要作用，根据已知的347个DNA结合域（DBDs）中的一个或多个的存在，估计人类基因组编码1400个潜在的序列特异性转录因子[7]。但人类基因组编码的转录因子数目庞大，这些蛋白的结合特异性大多数是未知的。因此需要高通量生物学手段，对转录因子如何识别基因组特定区域的DNA序列进行逐层解析。
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