人們一直認(rèn)為，多細(xì)胞動(dòng)物體內(nèi)的基因調(diào)控蛋白不是旁觀者就是參與者。密歇根州立大學(xué)的研究人員最近在eLife雜志上發(fā)表文章指出，這種蛋白其實(shí)會(huì)進(jìn)行“熱身練習(xí)”。他們的研究顯示，調(diào)控蛋白與大量基因組區(qū)域進(jìn)行生化互作，但其中只有少數(shù)真正改變了基因的表達(dá)。

“這些蛋白看起來(lái)似乎是不務(wù)正業(yè)，浪費(fèi)著時(shí)間和能量，”密歇根州立大學(xué)的David Arnosti教授說(shuō)。“實(shí)際上他們是在進(jìn)行熱身，隨時(shí)準(zhǔn)備上場(chǎng)成為真正的基因開(kāi)關(guān)。”

果蠅的轉(zhuǎn)錄抑制子主要通過(guò)組蛋白修飾來(lái)改變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)。研究人員在果蠅胚胎中對(duì)保守的遠(yuǎn)程抑制子Hairy進(jìn)行研究，分析了Hairy介導(dǎo)的組蛋白修飾和相關(guān)基因的表達(dá)。

這項(xiàng)研究的發(fā)現(xiàn)有助于更好的理解基因表達(dá)調(diào)控和闡明調(diào)控元件的演化，為疾病治療和人類健康提供重要的新線索。“理解基因表達(dá)的控制開(kāi)關(guān)時(shí)非常更有意義的，”Arnosti說(shuō)。

Arnosti實(shí)驗(yàn)室的研究生Kurtulus Kok和Li Li通過(guò)自己開(kāi)發(fā)的方法，在果蠅胚胎中直接追蹤了調(diào)控蛋白Hairy的生化影響。他們發(fā)現(xiàn)，Hairy在許多基因組位點(diǎn)表現(xiàn)出生化活性，但這些位點(diǎn)大多與基因表達(dá)的改變無(wú)關(guān)。這種熱身活動(dòng)的存在意味著，此前的全基因組分析很可能將熱身中的調(diào)控元件錯(cuò)當(dāng)成真正的調(diào)控元件，誤導(dǎo)研究者們做出錯(cuò)誤的判斷。

不過(guò)熱身活動(dòng)也可以起到長(zhǎng)期作用，“這種機(jī)制為生物提供了進(jìn)化的機(jī)會(huì)，‘熱身’元件可以快速變?yōu)檎嬲恼{(diào)控元件。在進(jìn)化的選擇壓力之下，遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)很容易就能做出改變，”Arnosti說(shuō)。“這一發(fā)現(xiàn)顛覆了我們對(duì)活性基因開(kāi)關(guān)和假基因開(kāi)關(guān)的認(rèn)識(shí)，現(xiàn)有的評(píng)估方法過(guò)于簡(jiǎn)單。”

果蠅是一種非常方便的研究模型，它們的基因組相當(dāng)有代表性，而且成本低、易于操控、生命周期短。“果蠅與人類共享許多古老的分子回路，”Arnosti說(shuō)。