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      重新思考轉錄因子和基因表達
      
			
      
				2018-12-17 11:06:58
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      轉錄 - 將DNA片段讀入蛋白質合成的RNA模板 - 是幾乎所有細胞過程的基礎，包括生長，響應刺激和繁殖?，F(xiàn)在，懷特黑德研究所的研究人員已經(jīng)完全理解了轉錄是如何被控制的以及轉錄因子在這個過程中的作用。該模式的轉變，在一篇文章中在線12月7日在該雜志描述的細胞，鉸鏈上起著關鍵作用的小蛋白質的基因組結構，給了我們新的見解在轉錄和基因表達的變化控制如何導致疾病。
      

      重新思考轉錄因子和基因表達
      

      轉錄有幾個重要的參與者，必須在正確的時間在正確的地方：轉錄機制，轉錄因子，啟動子和增強子。根據(jù)現(xiàn)有模型，轉錄因子是與基因組的增強子區(qū)域結合并將轉錄機制募集到啟動子DNA區(qū)域的蛋白質，然后啟動基因的轉錄。“我們一直認為轉錄因子的作用是將轉錄機制轉移到基因上來打開或關閉它們，”麻省理工學院Whitehead Insistute成員兼生物學教授Richard Young說。“但我們從未想象過我們研究了三十年的轉錄因子實際上對基因組的結構有貢獻。因此，它們調(diào)節(jié)基因。所以我們現(xiàn)在看基因組如蛋白質：它們必須適當折疊以便控制基因。“
      

      科學家已經(jīng)知道，基因組的結構 - 它如何彎曲和折疊 - 對于有效地將兩米DNA壓縮到每個人體細胞中是必不可少的，這相當于將十個足球場的長度包裝成一個大理石大小的空間。然而直到最近，研究人員還沒有必要的工具來理解這種結構在精細控制基因表達中的重要性，或者在準備轉錄的位點研究基因組的結構。
      

      2014年，Young和他的實驗室確定基因組的某些部分位于基于環(huán)的結構中，創(chuàng)建了絕緣鄰域，使增強子，啟動子和基因緊密相連。每個環(huán)在頂部由一對分子(稱為CTCF)綁定在一起。這種結構對于正確的基因控制至關重要：如果環(huán)結構被破壞，基因表達被改變，細胞可能變得患病或死亡。
      

      在目前的研究中，楊和共同第一作者Abraham Weintraub和Charles Li仔細研究了一種眾所周知但尚未被充分理解的蛋白質：Yin Yang 1(YY1)。數(shù)百篇科學論文將YY1功能障礙與病毒感染，癌癥和關節(jié)炎等疾病聯(lián)系起來，但這些研究對YY1的功能產(chǎn)生了看似矛盾的觀察。
      

      根據(jù)Young及其同事的說法，YY1是一種獨特的轉錄因子，它占據(jù)增強子和啟動子，對細胞存活至關重要，幾乎存在于人類和小鼠的每種細胞中。與CTCF一樣，YY1也可以與自身配對并與DNA結合形成增強DNA轉錄的環(huán)。“YY1表達廣泛，有必要在多種細胞類型中建立增強子 - 啟動子環(huán)，”Weintraub說。“這是它的工作，而不是招募轉錄裝置。當YY1產(chǎn)生的結構被移除時，基因組不再正確折疊，基因控制失去，受影響基因的轉錄顯著減少，這可能導致功能障礙。”
      

      這種YY1功能的模型可以解釋它與許多不同疾病的關聯(lián)。今年早些時候，科學家報告了YY1綜合征 - 一種遺傳綜合癥，在YY1基因突變的人群中引起認知障礙。
      

      根據(jù)Young的說法，YY1可能不是唯一具有這種環(huán)形成作用的轉錄因子，他的實驗室將尋找具有相似功能的其他因子。“YY1很可能只是第一個，并且可能有很多合作者都有類似的角色，”Young說。“而不是我們認為這些轉錄因子與轉錄裝置相互作用的經(jīng)典功能，并指示基因轉錄本產(chǎn)生多少或多少 - 它們將調(diào)控元件與基因結合在一起。轉錄因素正在構建結構。我們意識到形成物理結構的東西比我們所欣賞的要重要得多。“
      
			

			
        
      
			
      
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