終止子是能使mRNA脫離RNA聚合酶和模板DNA的短序列?；虻膯?dòng)，需要可誘導(dǎo)的強(qiáng)啟動(dòng)子，而基因的關(guān)閉則需要可靠的終止子。基因工程在很大程度上依賴基因轉(zhuǎn)錄的有效啟動(dòng)和終止。為了推動(dòng)基因工程的發(fā)展，科學(xué)家們鑒定了一組新的強(qiáng)力終止子，文章于六月二日發(fā)表在Nature Methods雜志上。

目前，大型基因工程設(shè)計(jì)面臨的問(wèn)題是，只有三四種終止子序列可供使用。如果在復(fù)雜系統(tǒng)中重復(fù)使用同樣的終止子序列，這些元件就會(huì)因?yàn)橥粗亟M而消失。

麻省理工MIT的研究人員構(gòu)建了包括582個(gè)大腸桿菌終止子在內(nèi)的文庫(kù)，這些終止子有些是天然存在的，有些是人工合成的。他們?cè)谖膸?kù)中鑒定得到了近四十個(gè)強(qiáng)終止子序列，這些序列抑制下游基因表達(dá)超過(guò)50倍，并且不易于受到重組的影響。隨后，研究人員對(duì)這些終止子序列進(jìn)行了分析，得出了終止子構(gòu)建的優(yōu)化規(guī)律。

文章作者之一，MIT的副教授Christopher Voigt在進(jìn)行復(fù)雜基因工程設(shè)計(jì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)同源重組是自己面臨的一大障礙?！斑@項(xiàng)研究為大型基因工程設(shè)計(jì)，提供了更廣泛的選擇，”Voigt說(shuō)。

研究團(tuán)隊(duì)將終止子放在兩個(gè)熒光報(bào)告基因之間，并對(duì)兩個(gè)報(bào)告基因的表達(dá)水平進(jìn)行檢測(cè)，以此衡量終止子的可靠性。如果只有第一個(gè)基因得到表達(dá)，意味著這個(gè)終止子很強(qiáng)。如果兩個(gè)基因都表達(dá)，則意味著二者之間是弱終止子。

研究人員發(fā)現(xiàn)，影響終止子效果的主要有三個(gè)因素：發(fā)夾式莖環(huán)結(jié)構(gòu)、莖環(huán)下游緊接U-tract、莖環(huán)上游富含A的區(qū)域。研究顯示，強(qiáng)終止子的序列容易快速形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，但終止子強(qiáng)度與這種莖環(huán)結(jié)構(gòu)本身的強(qiáng)度無(wú)關(guān)。研究人員將這些參數(shù)，整合到終止子強(qiáng)度的新熱力學(xué)模型中。

研究人員還指出，構(gòu)建強(qiáng)終止子的最好辦法是，從天然終止子中選取最佳片段，并將其以新的方式裝配起來(lái)?！傲钊梭@訝的是，完全由人工合成的終止子效果并不強(qiáng)，”Voigt說(shuō)。

這項(xiàng)研究由Life Technologies公司贊助，研究人員使用的也是該公司的載體設(shè)計(jì)軟件。本研究中的終止子文庫(kù)可以在Addgene網(wǎng)站上找到，此外Life Technologies公司的新一代軟件也將包括這些新鑒定的終止子序列。