科學(xué)家研究細(xì)胞功能已經(jīng)數(shù)年了，他們很清楚的知道細(xì)胞中有一種特殊的蛋白質(zhì)叫做“轉(zhuǎn)錄因子”，主要結(jié)合在DNA附近來(lái)開(kāi)關(guān)某些基因，控制基因的表達(dá)。當(dāng)然，這些轉(zhuǎn)錄因子被認(rèn)為具有開(kāi)關(guān)功能，通過(guò)結(jié)合在DNA上開(kāi)啟基因表達(dá)，不結(jié)合的話就使得基因沉默不表達(dá)。
近日，來(lái)自北卡羅來(lái)納大學(xué)（UNC）的研究者通過(guò)研究揭示出，轉(zhuǎn)錄因子不僅扮演著開(kāi)關(guān)某些基因，控制基因表達(dá)的功能，而且還有抑制復(fù)合物的結(jié)合行為。這是一項(xiàng)新視野來(lái)觀察基因如何被控制表達(dá)的，我們可以通過(guò)分子圖譜來(lái)看出蛋白質(zhì)與DNA結(jié)合的具體位置，就像是路標(biāo)一樣。我們可以用實(shí)時(shí)報(bào)道的方法來(lái)展示分子當(dāng)量。相關(guān)研究成果刊登在4月12日的雜志Nature上。
通過(guò)在酵母中進(jìn)行研究，UNC的研究者表示，轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合過(guò)程是動(dòng)態(tài)的，而且涉及更多的結(jié)合與非結(jié)合。為了尋找一種穩(wěn)定的結(jié)合狀態(tài)，研究小組闡述了一種狀態(tài)類似于“踏車現(xiàn)象，這種狀態(tài)下并沒(méi)有向前發(fā)生的轉(zhuǎn)錄過(guò)程。研究者們假設(shè)分子離合器的存在會(huì)將這種踏車現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的結(jié)合狀態(tài)，向前移動(dòng)轉(zhuǎn)錄過(guò)程并且完成基因的開(kāi)啟。
這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)激動(dòng)人心，因?yàn)槲覀儼l(fā)明出了一種新的方法來(lái)測(cè)定和計(jì)算一個(gè)蛋白質(zhì)和其所調(diào)節(jié)的不同基因所延長(zhǎng)的距離。這非常重要，因?yàn)檫@是在基因調(diào)節(jié)過(guò)程中的一個(gè)新的階段，在每一個(gè)新的階段都會(huì)有相應(yīng)的新的機(jī)制被發(fā)現(xiàn)。
我們發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)結(jié)合至穩(wěn)定狀態(tài)還和基因的轉(zhuǎn)錄水平有關(guān)系，如果調(diào)節(jié)踏車現(xiàn)象和穩(wěn)定結(jié)合狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，我們就可以批量地調(diào)節(jié)基因表達(dá)的產(chǎn)物，zui終調(diào)節(jié)的類型將會(huì)遺傳藥物非常重要，這種遺傳藥物是一種新的方式，通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)來(lái)調(diào)節(jié)和疾病相關(guān)的基因的表達(dá)。
研究者在相同的兩拷貝轉(zhuǎn)錄因子之間設(shè)定了一種可控的競(jìng)爭(zhēng)模式，而且每一個(gè)都帶有特殊的分子標(biāo)簽，他們將一種蛋白質(zhì)結(jié)合至所有的基因靶點(diǎn)，然后引入第二個(gè)拷貝，下一步，研究小組測(cè)定了競(jìng)爭(zhēng)的轉(zhuǎn)錄因子替代原先蛋白質(zhì)所花費(fèi)的時(shí)間，并且用此數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)錄因子在每一個(gè)基因組上停留的時(shí)間，研究者Colin Lickwar表示，我們并不知道這種停留時(shí)間是否重要，但是我們發(fā)現(xiàn)，這種停留時(shí)間是很好的指示劑，用來(lái)指示基因是否被開(kāi)啟或者關(guān)閉。
研究者表示，通過(guò)運(yùn)用數(shù)學(xué)模型工具，我們?cè)诹私饧?xì)胞反應(yīng)過(guò)程中開(kāi)辟了新的視野，也可以快速了解基因表達(dá)的激活和鈍化的能力，我們的研究發(fā)現(xiàn)可以為讓我們更好的理解細(xì)胞發(fā)育的效應(yīng)變化以及細(xì)胞可以真諦環(huán)境條件變化迅速做出反應(yīng)以適應(yīng)新環(huán)境。
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