生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)了控制轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)的機(jī)制

一組生物學(xué)家已經(jīng)確定了指導(dǎo)基因調(diào)控的轉(zhuǎn)錄因子(TFs)在胚胎發(fā)育中的作用是不同的。結(jié)果有助于闡明細(xì)胞在胚胎成熟時(shí)如何獲得不同的功能。

“從這些研究結(jié)果中學(xué)到的基本原理對(duì)于理解轉(zhuǎn)錄因子的活動(dòng)如何控制高等生物(包括小鼠和人類)的發(fā)育非常重要，”紐約大學(xué)生物系教授和其中一位研究人員Stephen Small說(shuō)。“更具體地說(shuō)，這些結(jié)果提供了一個(gè)潛在的途徑，可以更好地掌握干擾轉(zhuǎn)錄因子的突變基因如何導(dǎo)致胚胎發(fā)育的嚴(yán)重破壞，并導(dǎo)致一系列疾病，包括癌癥。”

這項(xiàng)研究發(fā)表在Genes&Development雜志上，其中還包括哈佛醫(yī)學(xué)院和約翰霍普金斯大學(xué)的科學(xué)家。

生物學(xué)家在歷史上難以準(zhǔn)確理解轉(zhuǎn)錄因子如何控制胚胎發(fā)育。這是因?yàn)殡S著開(kāi)發(fā)的進(jìn)行，它們以數(shù)百個(gè)不同的組合表示在各個(gè)單元類型中。

此外，研究產(chǎn)生了相互矛盾的結(jié)果。例如，在之前的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，研究人員已經(jīng)證明一個(gè)家族中的個(gè)體TF與相同的DNA序列結(jié)合;但是，遺傳實(shí)驗(yàn)表明，它們?cè)诎l(fā)育中的胚胎細(xì)胞中具有非常不同的活性。

“因此，確定特定TF在生物體內(nèi)的結(jié)合位置，以及因此它將激活哪些靶基因的規(guī)則仍然不清楚，”Small解釋說(shuō)。

在由紐約大學(xué)發(fā)育遺傳學(xué)中心的博士后研究員Rhea Datta領(lǐng)導(dǎo)的基因和發(fā)育研究中，科學(xué)家研究了果蠅果蠅中兩種類似的TF(Bicoid [Bcd]和Orthodenticle [Otd])常見(jiàn)的DNA序列(TAATCC)。

他們直接繪制了Bcd和Otd在胚胎中結(jié)合的基因組區(qū)域，并顯示一些區(qū)域被兩種蛋白質(zhì)結(jié)合，而其他區(qū)域僅由Bcd或Otd結(jié)合。他們進(jìn)一步表明，每種蛋白質(zhì)都傾向于結(jié)合僅與TAATCC共同序列的單個(gè)堿基不同的序列。最后，Bcd的結(jié)合僅發(fā)生在含有可促進(jìn)Bcd結(jié)合的兩個(gè)其他TF的結(jié)合位點(diǎn)的基因組區(qū)域中。

研究人員得出結(jié)論，這些數(shù)據(jù)確定了一個(gè)精確的DNA“序列代碼”，它可以控制TF在活體胚胎中指定細(xì)胞命運(yùn)的正常運(yùn)作方式。

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