基因转录调控是通过特定调控蛋白（特别是转录因子（TF））与顺式调控基因组元件（包括启动子和增强子）之间的相互作用来介导的。转录因子是调节和介导转录的一大类蛋白质；它们可分为一般转录因子、序列特异性 DNA 结合转录因子或转录协同调控因子。一般我们将 TF 一词仅限于通过 DNA 结合域（DBD）以序列特异性方式与 DNA 结合的子集。TF与顺式调控元件的序列特异性结合发生在 TF 结合位点（TFBS），即通常长度为 6-20 bp 的划定基因组区域。TFs可根据其DBD分为结构相关的家族。具有相同结构家族DBD的TF往往能识别相似的 DNA 序列基序。转录因子已经成为生物学和医学研究中的热点，我们可以通过寻找已知转录因子的靶基因来确定转录因子的调控功能。今天为大家分享1个网站，可以用于预测动物、植物、真菌等转录因子的结合位点motif信息——JASPAR数据库。
JASPAR数据库简介
JASPAR 是一个定期维护、开放存取的数据库，它以 PFMs 的形式存储人工编辑的高质量 TFs DNA 结合图谱。过去二十年来，JASPAR 始终坚持其核心原则：(i) 提供高质量的 TF 结合图谱；(ii) 促进开放存取；(iii) 确保易于使用。
JASPAR数据库目前分为两个部分，一个是 CORE 图谱集，这些图谱来自已发表的资源和文献。每个条目都至少有两个正交实验支持进行验证。另一个部分是2020年，增加了UNVALIDATED 据集，以反映更广泛使用高通量测序方法所产生的更多图谱，而这些图谱的独立验证尚未完成。
JASPAR CORE包含的物种类群主要包括vertebrata（脊椎动物），insecta（昆虫），nematoda（线虫），fungi（真菌），plantae（植物）和 urochordata（尾索动物）六大类。
JASPAR可以做什么？
1.查找某物种的所有转录因子
直接点击6分类中关注分类图片，进入该分类所有转录因子界面。
以植物为例，点击进入所有植物的转录因子界面。进入之后可通过限定，是否为core数据库，物种，转录因子分类，版本，数据类型，转录因子家族来限定筛选范围。
在此处，我们选择了拟南芥的MYB转录因子家族，共检索了57条信息。
选择第一条信息作为我们最关注信息，点击ID处，进入该转录因子的详细界面。左侧profile summary里展示的是转录因子的名称、编号、类别、物种信息等基本介绍。左侧下方的“Binding sites information”，选一种形式打开后可以看到motif对应的序列信息。右侧上方的sequence logo表示motif上每个碱基的分布，碱基大小与对应频率是正比关系，字母越大，则对应的频率越大。右侧中间的Frequnency matrix表示每个位置上四种碱基的分布频率，而且提供多种格式的下载。右侧下面的External links是外面数据库的链接，我们可以得到在不同数据库中该转录因子的介绍及信息。可以下载对应DNA结合位点的序列logo图（支持SVG格式的矢量图）。
点击Validation，可以查看相对应已发表的文献。
点击External links选项卡下的外部数据库图标，可以链接到外部数据库相应转录因子（蛋白）的信息页面，比如点击UniPort数据库的图标，可以查看该转录因子的详细注释信息，如下。
2.得到已知转录因子的详细信息
点击搜索，在搜索框内查找关注的转录因子信息，可以检索转录因子名称，物种信息，转录因子ID，Uniprot ID ,或者其他关注信息。点击搜索，进入相关的所有转录因子界面，可直接点击ID进入关注转录因子详细信息。
3.寻找已知转录因子结合的DNA motif位点
使用Tools中的Profile Inference，可以寻找已知转录因子可结合的DNA motif。这里要求输入的是蛋白质序列而不是核酸序列。输入序列后点击蓝色按钮，就可以得到输入的这段序列的结合Motif的情况。
4.预测某个基因上是否存在特定转录因子的结合位点
实验中我们经常会想去预测下某个基因是否有某个特定转录因子结合位点。在JASPAR上也可以实现这个操作。上文中我们检索了拟南芥中MYB转录因子有57条，现在我们想确认下，手里待验证的基因是否有最前面两条MYB转录因子的结合位点。那么只需要选中这两个转录因子，点击右侧蓝色按钮Add to Cart。那么这两条转录因子的结合位点就被系统收录了。
收录之后，在右侧Scan处上传目的基因的启动子区域，一般是ATG上游2K的序列。并将这段序列复制到右侧scan的框中，Relative profile score threshold默认为80%，可以将阈值提高到85%，让预测的位点更少更可靠一些，如下图，然后点击Scan按钮提交任务。
分析结果如下，共找到1个转录因子的结合位点，给出了上传序列的结合位点motif的位置信息和序列信息。
5.预测靶基因启动子区域可能的转录因子
该方法与上述方法类似，只是在上述方法中有具体的转录因子，而这该研究中没有固定的转录因子。以拟南芥为例，直接选择拟南芥物种后，对分类，家族等信息不做要求，总共有1129条转录因子，将所有转录因子选中，点击我们直接把上述7中第一步的检索替换成物种是人，然后选中所有900多个转录因子，点击右侧蓝色按钮Add to Cart。然后按照上述同样的步骤复制进去靶基因的启动子序列，并进行检索即可。
总结来说，JASPAR可以查找转录因子的详细信息，也可以预测靶基因的转录因子结合位点。对于组学数据分析中找到目标靶基因又想去找转录因子的，这个数据库是一个非常好的方案。
参考文献：
Fornes O , Castro-Mondragon J A , Khan A ,et al.JASPAR 2020: update of the open-access database of transcription factor binding profiles[J].Nucleic Acids Research, 2019, 48(D1).DOI:10.1093/nar/gkz1001.
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