近日波士頓大學醫(yī)學院微生物學系以及分子與細胞生物學系教授David Levin在研究中發(fā)現(xiàn)了一條新的調(diào)控基因表達的進化保守性機制。相關(guān)研究論文“Mpk1 MAPK Association with the Paf1 Complex Blocks Sen1-Mediated Premature Transcription Termination,”在線發(fā)表在3月4日的《細胞》（Cell）雜志上。

    基因表達是指某些基因不斷地進行轉(zhuǎn)錄和翻譯，產(chǎn)生出各種蛋白質(zhì)的過程，對這個過程的調(diào)節(jié)即為基因表達調(diào)控。每個細胞都有一套完整的基因調(diào)控系統(tǒng)，使各種蛋白質(zhì)只有在需要時才被合成，這樣就能使生物適應(yīng)多變的環(huán)境，防止生命活動中的浪費現(xiàn)象和有害后果的發(fā)生，保持體內(nèi)代謝過程的正常狀態(tài)。近年來科學家們對于基因表達調(diào)控的研究主要集中在轉(zhuǎn)錄水平上的調(diào)控、mRNA加工、成熟水平上的調(diào)控以及翻譯水平上的調(diào)控三個方面。在新研究中Levin和他的博士后工作人員Ki-Young Kim在酵母模型系統(tǒng)中針對RNA聚合酶招募至基因調(diào)控區(qū)——啟動子過程中轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控進行了深入研究。

    Levin發(fā)現(xiàn)某些基因僅當處在一定的壓力的條件下才會表達，而在正常情況下則通過一個稱之為轉(zhuǎn)錄衰減的過程保持沉默狀態(tài)。在轉(zhuǎn)錄衰減過程中，RNA聚合酶首先啟動基因轉(zhuǎn)錄，然而當一種終止復合物結(jié)合到聚合酶上時，轉(zhuǎn)錄提前終止。這種衰減作用通常發(fā)生在細菌中，一直以來科學家們都不確定在真核生物中是否有相同的機制。

   “當對一種誘導的壓力信號產(chǎn)生反應(yīng)時，必須克服衰減作用靶基因才能表達，”Levin說“我們的研究結(jié)果表明在這種情況下激活的轉(zhuǎn)錄因子Mpk1可發(fā)揮雙重職能。首先它負責將RNA聚合酶招募到啟動子，而當Mpk1結(jié)合到轉(zhuǎn)錄聚合酶上時就可阻斷終止復合物的結(jié)合。”

    此外，Levin和Kim還證實這種衰減機制在人類具有進化保守型?！斑@些研究發(fā)現(xiàn)對于探究人類細胞中的相關(guān)機制具有廣泛的意義，”Levin說：“我們證實當關(guān)鍵的酵母蛋白被人類相似蛋白替代時，它們可通過影響相同的相互作用對衰減進行調(diào)控?！?/P>

    釀酒酵母是人類第一個完成基因組測序的真核生物，釀酒酵母基因組包含大約1200萬堿基對，分為16組染色體，共有6275個基因，其中可能約有5800個基因真正具有功能?？茖W家們估計酵母基因中約有23%與人類同源。例如，在人類一種稱為Senataxin的蛋白與酵母的終止復合物具有很高的同源性，是導致肌萎縮側(cè)索硬化（ALS）和共濟失調(diào)兩種神經(jīng)肌肉退行性疾病的重要原因。

    Levin認為轉(zhuǎn)錄衰減事實上是一種普遍存在的現(xiàn)象?！按蠹s10%的酵母基因都處于衰減控制下，這表明這一現(xiàn)象可能在人類中也很普遍，”Levin.說：“現(xiàn)在我們知道轉(zhuǎn)錄衰減在真核細胞中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用，并且是一個受到嚴格調(diào)控的過程。新研究發(fā)現(xiàn)為我們找到基因沉默治療的新途徑開啟了大門。”