大自然的做事方式遠比我們想象的要復雜，Duke大學的科學家們在研究基因活化的時候深刻認識到了這一點。他們將自己的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在八月二十五日的Cell雜志上。

糖皮質(zhì)激素的信號傳導系統(tǒng)是人類應激反應的一部分，也是一些常用抗炎癥藥物的基礎，具有重要的生物醫(yī)學意義。糖皮質(zhì)激素受體（GR）在人類基因組上有上萬個結合位點，但它只調(diào)控數(shù)百個基因的表達。

Duke大學的研究人員希望通過DNA測序和高通量分析來解決這個奇怪的問題。他們對人類肺細胞進行研究，檢測了所有GR結合位點的糖皮質(zhì)激素響應活性。令人驚訝的是，似乎只有13%的GR結合位點做出了響應，這些位點被稱為直接應答位點。沒有做出響應的GR結合位點簇集在直接應答位點的周圍。

進一步研究表明，直接應答位點在信號傳導方面并不都那么強。其他結合位點（87%）也不全是廢物，Duke大學的助理教授Tim Reddy補充道?；蛘邞斶@樣說，這兩類位點共同起作用，放大糖皮質(zhì)激素的信號。研究人員指出，當直接結合位點與其他結合位點聚集在一起的時候，激素信號比之前大了100倍。他們相信，這種組織形式也存在于其他激素的信號傳導系統(tǒng)。進一步了解這些位點協(xié)同工作的機制，可以幫助人們開發(fā)只作用于靶細胞的治療藥物。

隨著細胞類型或發(fā)育階段的改變，細胞會啟動相應基因的轉(zhuǎn)錄，讀取DNA蘊含的遺傳信息。Rutgers大學的科學家們在Science雜志上發(fā)表了一項具有里程碑意義的研究成果，首次闡明了特異性轉(zhuǎn)錄激活的結構基礎，描述了轉(zhuǎn)錄激活蛋白與RNA聚合酶的相互作用。

高表達基因以隨機爆發(fā)的形式轉(zhuǎn)錄，這個現(xiàn)象也被稱為轉(zhuǎn)錄爆發(fā)（Transcriptional bursting）。但人們一直不清楚這種現(xiàn)象是如何發(fā)生的。為了在細菌中研究轉(zhuǎn)錄爆發(fā)的具體機制，哈佛大學和北京大學生物動態(tài)光學成像中心的研究人員開發(fā)了一個高通量的單分子分析技術，對各DNA模板的體外轉(zhuǎn)錄進行了跟蹤研究。這項研究發(fā)表在Cell雜志上，文章的通訊作者是著名學者謝曉亮教授（X. Sunney Xie）。

我們知道，就算在同等條件下培養(yǎng)基因相同的細胞，它們的行為方式也不會完全一致。過去人們普遍認為，隨機分子過程（被稱為隨機噪音）是造成細胞差異的主要原因。蘇黎世大學的一項重大發(fā)現(xiàn)對這一理論提出了挑戰(zhàn)。這項發(fā)表在Cell雜志上的研究指出，人類細胞中細胞核與細胞質(zhì)的空間分隔，形成了某種被動過濾器。這種過濾器抑制了隨機噪音，使人類細胞能夠精確調(diào)控單個基因的活性。