科學(xué)家們對基因調(diào)控的運作有了新的認(rèn)識

一組科學(xué)家發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)信號傳導(dǎo)的復(fù)雜性比以前所理解的更為復(fù)雜，從而揭示了遺傳生產(chǎn)的本質(zhì)。Christine Vogel是紐約大學(xué)生物系的助理教授，也是該研究的資深作者之一，他解釋說“為了制造蛋白質(zhì)，我們需要從DNA中編碼的基因制造信使RNA分子，然后在第二個過程，從這些RNA分子中制造蛋白質(zhì)。這兩個過程都是高度調(diào)節(jié)和耦合的。“這種耦合類似于移動自動扶梯和同時在其上行走的人之間的耦合。

這項研究發(fā)表在“ 分子系統(tǒng)生物學(xué) ”(Molecular Systems Biology)雜志上，它詳細(xì)研究了兩種耦合過程如何在細(xì)胞響應(yīng)外界刺激時發(fā)生變化。“直到最近，研究這些系統(tǒng)一直非常困難，研究人員認(rèn)為自動扶梯的運動在細(xì)胞反應(yīng)中最為重要，”Vogel解釋說。“我們現(xiàn)在表明情況不一定如此，在某些情況下，這個人的行走決定了整體結(jié)果。”

在生物學(xué)中，這意味著制造RNA和蛋白質(zhì)的兩個過程都發(fā)揮著重要作用，但具有不同的模式。在他們的研究中，包括新加坡國立大學(xué)和柏林Max-Delbruck中心研究人員在內(nèi)的科學(xué)家們仔細(xì)研究了這兩個過程如何隨著時間的推移而確切反應(yīng)。

他們的結(jié)果顯示DNA和mRNA在其信號傳導(dǎo)性質(zhì)方面存在顯著差異。值得注意的是，從DNA制作RNA的過程是脈沖式的 - 在研究期間的短暫信息傳遞，在測量結(jié)束時恢復(fù)到正常水平。相比之下，從RNA制作蛋白質(zhì)的過程類似于開/關(guān)開關(guān)：一旦開始，水平保持恒定一致的時期，然后恢復(fù)到長時間的休眠期。

雖然這些細(xì)胞行為差異的原因仍然未知，但研究人員認(rèn)為答案可能在于這兩項任務(wù)的性質(zhì)。

“細(xì)胞制造蛋白質(zhì)的成本非常高，但是從DNA中制作RNA信息是一種相對低能耗且簡單的過程，因此我們在這個階段看到頻繁或脈動信號是有意義的，”Vogel說。“相比之下，創(chuàng)造蛋白質(zhì)是一項復(fù)雜的任務(wù)，需要大量的時間和精力。這可能就是為什么，一旦你決定停止生產(chǎn)蛋白質(zhì)，你就不會輕易地把它轉(zhuǎn)回去 - 反過來。 “

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