レトロウイルススキャン：細胞特異的調節領域を定義するためのMLV統合サイトのマッピング

細胞同一性は、特定の遺伝子セットの発現によって決定される。プロモーターおよびエンハンサーのようなシス調節要素の役割は、細胞型特異的転写プログラムの活性化にとって重要である。これらの調節領域は、特異的ヒストン修飾、転写因子および補因子結合、およびクロマチン接近可能性などの特定のクロマチン特徴によって特徴づけられ、いくつかの細胞タイプ^{1,2,3 において}そのゲノムワイド同定に広く使用されている。特に、ヒストンH3リジン27（H3K27ac）のアセチル化のゲノムワイドプロファイルは、一般に、活性プロモーター、エンハンサーおよびスーパーエンハンサー4,5,6を定義するために使用される。

モロニーマウス白血病ウイルス（MLV）は、遺伝子に広く使用されているガンマ – レトロウイルスである哺乳動物細胞での転移。標的細胞を感染させた後、レトロウイルスRNAゲノムは、ウイルスおよび細胞タンパク質に結合して、前組み込み複合体（PIC）を構築する二本鎖DNA分子に逆転写される。 PICは核に入り、宿主細胞のクロマチンに結合する。ここで、重要なPIC成分であるウィルスインテグラーゼは、プロウイルスDNAの宿主細胞ゲノムへの組み込みを媒介する。ゲノムDNAにおけるmLVの組込みは、ランダムではなく、細胞特異的様式で、プロモーターおよびエンハンサーのような活性なシス調節エレメントにおいて起こる（7,8,9,10）。この特有の組込みプロファイルは、mLVインテグラーゼと細胞ブロモドメインおよび外胚葉ドメイン（BET）タンパク質^11,12,13との間の直接的相互作用によって媒介される。 BETタンパク質（BRD2、BRD3、およびBRD4）は、宿主のクロマチンとmLV PICとの間の橋渡しとして作用する：それらのブロモドメインを介して、高度にアセチル化されたシス調節領域を認識するが、外側のドメインはmLVインテグラーゼ11,12,13と相互作用する。

ここでは、mLVの統合特性に基づいて活性なシス調節領域をマッピングするための新規ツールであるレトロウイルススキャニングについて説明します。簡潔に述べると、細胞は、増強緑色蛍光タンパク質（eGFP）レポーター遺伝子を発現するmLV由来レトロウイルスベクターで形質導入される。ゲノムDNA抽出後、mLVベクターの3 '末端反復配列（LTR）とゲノムDNAとの間の接合部をリンカー媒介PCR（LM-PCR）によって増幅し、大量配列決定する。 mLV組み込み部位はヒトゲノムにマッピングされ、mLVによって高度に標的化されるゲノム領域はmLV組み込み部位のクラスターとして定義される。

レトロウイルススキャンいくつかのヒト初代細胞^{14,15 において、}細胞特異的活性調節エレメントを定義するために使用された。エピジェネティックに定義されたプロモーターおよびエンハンサー（ほとんどがH3K27acなどの活性ヒストンマークを有し、細胞特異的である）と共マップされたmLVクラスターである。レトロウイルススキャニングは、前向きに単離された細胞集団7,14、ならびにケラチノサイト幹細胞のような遡及的に規定された細胞集団において、将来の単離のための有効なマーカーを欠くゲノムワイドな同定を可能にする¹⁵ 。