遺傳學(xué)家發(fā)現(xiàn)兩種不同的轉(zhuǎn)錄終止模式

Helge Grosshans和他在弗里德里希·邁歇爾生物醫(yī)學(xué)研究所(FMI)的研究小組已經(jīng)確定了兩種不同的轉(zhuǎn)錄終止模式 - 一種依賴于高度保守的外切核糖核酸酶XRN2，一種獨(dú)立于此。在濕實(shí)驗(yàn)室和計(jì)算生物學(xué)家之間的富有成效的合作中，他們發(fā)現(xiàn)基因的啟動(dòng)子決定了其轉(zhuǎn)錄終止的機(jī)制。

當(dāng)遺傳信息從DNA轉(zhuǎn)錄為RNA時(shí)，重要的不僅是過(guò)程開(kāi)始的地方，還有停止的地方。終止失敗導(dǎo)致相鄰基因“通讀”，破壞其調(diào)節(jié)或產(chǎn)生浪費(fèi)且可能有害的融合轉(zhuǎn)錄物。但是，正如FMI集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)人Helge Grosshans所指出的那樣，“轉(zhuǎn)錄終止主要是一個(gè)黑盒子;除了對(duì)一種稱為外切核糖核酸酶2(XRN2)的蛋白質(zhì)重要性的新興共識(shí)外，對(duì)相關(guān)因素和機(jī)制知之甚少。”

Grosshans和他的小組現(xiàn)在已經(jīng)詳細(xì)研究了蛔蟲(chóng)秀麗隱桿線蟲(chóng)(Caenorhabditis elegans)的轉(zhuǎn)錄終止。他們的研究結(jié)果發(fā)表在Genes&Development雜志上。

在他們的研究中，科學(xué)家們研究了滅活XRN2的影響。他們發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄未能在許多基因的末端終止 - 正如預(yù)期的那樣。然而，出乎意料的是，對(duì)于許多其他基因，終止正常發(fā)生。Grosshans評(píng)論說(shuō)：“我們的研究結(jié)果表明，一些基因需要XRN2進(jìn)行終止，而其他基因則沒(méi)有。事實(shí)上，后者的轉(zhuǎn)錄似乎難以通過(guò)XRN2活性終止。”

對(duì)這兩類基因的進(jìn)一步分析揭示終止模式由基因啟動(dòng)子指定。Grosshans解釋說(shuō)：“這是一個(gè)很大的驚喜。啟動(dòng)子與轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)相鄰，決定轉(zhuǎn)錄開(kāi)始的時(shí)間和地點(diǎn)，而終止發(fā)生在基因的遠(yuǎn)端。我們?cè)酒谕业經(jīng)Q定終止模式的因素。終止位點(diǎn)本身;相反，XRN2終止轉(zhuǎn)錄的能力已經(jīng)被啟動(dòng)子指定。“

基于這一觀察結(jié)果以及XRN2與兩類基因結(jié)合的事實(shí) - 那些需要終止的基因和那些不需要基因的基因 - 科學(xué)家提出了兩種轉(zhuǎn)錄終止作用模式。在第一種模式中，XRN2與基因末端的轉(zhuǎn)錄機(jī)制的相互作用使該機(jī)器與DNA解離，釋放轉(zhuǎn)錄物。在第二種情況下，轉(zhuǎn)錄機(jī)制的組成或構(gòu)型可能不同，從而阻止XRN2破壞其與DNA的相互作用。終止是其他分子過(guò)程的結(jié)果。

Grosshans得出結(jié)論：“我們的研究結(jié)果是更好地理解轉(zhuǎn)錄終止的第一步?，F(xiàn)在要回答的一個(gè)主要問(wèn)題是哪些因素會(huì)導(dǎo)致XRN2獨(dú)立終止。”

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