AthaMap, eine Datenbank für die Identifizierung kombinatorischer Elemente durch Colokalisationsanalysen von Transkriptionsfaktorbindungsstellen

Pflanzen können auf Veränderungen der Umweltbedingungen durch eine Vielzahl von Anpassungen reagieren. In vielen Fällen wird diese Anpassung durch ein verändertes Muster der Genexpression hervorgerufen, an dessen Anfang die transkriptionellen Regulatoren stehen, die Transkriptionsfaktoren (TFs). Die Identifizierung von Transkriptionsfaktorbindungsstellen (TFBS) in regulatorischen Bereichen ermöglicht es, Vorhersagen über die potentielle Regulation von Genen zu machen. Die potentiellen TFBS von 36 pflanzlichen TFs wurden durch genomweites Matrizen-Screening in Arabidopsis thaliana identifiziert und in der neu erstellten AthaMap Datenbank annotiert. Insgesamt wurden ca. 7,5 Mio. TFBS sowie ca. 180.000 kombinatorische Elemente annotiert. Für diese Datenbank wurde ein Webinterface implementiert (www.AthaMap.de), das frei zugänglich für alle Benutzer potentielle TFBS und kombinatorische Elemente im Arabidopsis-Genom visualisiert. Basierend auf der Beobachtung daß die TFBS interagierender TFs häufiger colokalisieren als die TFBS nicht interagierender TFs wurde ein Webtool zur Detektion colokalisierender TFBS anhand benutzerdefinierter Parameter implementiert. Um detailliertere Untersuchungen über die Interaktionen des TBP durchführen zu können wurden die putativ funktionellen TATA-Boxen im Arabidopsis-Genom identifziert. Dabei zeigte sich, daß nur ca. ein Drittel aller Arabidopsis-Gene eine TATA-Box besitzt. Durch Colokalisationsanalysen von TATA-Boxen und Bindungsstellen des bZIP-TFs ABF1 wurde ein neues potentielles kombinatorisches Abscisinsäure-Response-Element (ABRE) identifiziert, das aus einer TATA-Box und einer ABF1-Bindungsstelle besteht. Es wurde gezeigt, daß das Auftreten dieses neuen ABREs im Upstreambereich von Genen mit einer ABA-Induzierbarkeit dieser Gene korreliert.