摘要：从“核心”到“网络”：如何以已知基因为锚点，绘制其上下游通路图谱！
在生命科学研究的浪潮中，我们常常从一个关键的“核心基因”出发，它可能是一个差异表达最显著的癌基因，一个决定细胞命运的关键转录因子，或是一个与疾病表型紧密关联的遗传位点。然而，基因并非孤立运作，其功能镶嵌于一张精密而复杂的分子互作网络中。真正理解一个核心基因的生物学意义，关键在于系统性地解析其上游调控机制与下游功能效应，即绘制其完整的上下游通路图谱。
一、核心思路总览：自上而下与自下而上的策略融合追寻核心基因的上下游通路，本质上是回答三个核心问题：
➤上游：谁调控了它？
—— 哪些转录因子、表观遗传修饰、信号通路控制了核心基因的表达与活性？➤平行：它与谁直接“对话”？—— 核心基因编码的蛋白质与哪些分子发生直接的物理相互作用？➤下游：它调控了谁？
—— 核心基因的活性改变，会直接影响哪些靶基因的表达或其它细胞功能？二、探寻上游：揭秘核心基因的“开关”启动子/增强子分析技术介绍：这是一项基础的生物信息学与实验验证相结合的技术。首先，通过生物信息学工具获取核心基因转录起始位点上游的启动子区及可能的增强子区序列，预测其中富集的转录因子结合位点。
可以将推测的启动子/增强子片段克隆至含有荧光素酶基因的载体中，转入细胞。通过检测荧光素酶活性，可定量评估该片段是否具有转录启动或增强活性，并可利用点突变等技术验证特定转录因子结合位点的必要性。ChIP-qPCR：用于验证转录因子是否结合在核心基因的特定启动子区域。
ChIP-Seq：可无偏地在全基因组范围内发现该转录因子的所有结合位点，从而发现其可能调控的核心基因之外的新靶点。
技术介绍：旨在发现与核心基因蛋白质发生直接物理相互作用的分子，包括其他蛋白质、核酸等。
：一种经典的体内蛋白质互作筛选系统。将核心基因编码的蛋白质与转录因子的DNA结合域融合，作为“诱饵”；将cDNA文库与转录因子的激活域融合，作为“猎物”。只有当诱饵与猎物蛋白相互作用时，才能激活报告基因的表达，从而在酵母中筛选出互作蛋白。技术介绍：核心基因作为转录因子或信号分子，会调控一系列下游基因的表达。寻找这些靶基因是绘制下游通路的核心。
：转录组测序：这是目前最全面、最主流的方法。通过人为干预（如过表达、敲低或敲除核心基因），设置实验组与对照组，然后对两组的mRNA进行高通量测序。通过生物信息学分析差异表达的基因，这些基因极有可能是核心基因的直接或间接下游靶标。整合ChIP-Seq数据，可以进一步区分直接靶标与间接靶标。
基因芯片：是RNA-Seq技术普及前的常用工具，通量高但灵敏度与动态范围不及RNA-Seq，目前仍用于一些特定场景。
四、整合与验证：从数据到生物学结论来源：科学謎