隨著細(xì)胞類型或發(fā)育階段的改變，細(xì)胞會(huì)啟動(dòng)相應(yīng)基因的轉(zhuǎn)錄，讀取DNA蘊(yùn)含的遺傳信息。科學(xué)家們?cè)陔s志上發(fā)表了一項(xiàng)具有里程碑意義的研究成果，闡明了特異性轉(zhuǎn)錄激活的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，描述了轉(zhuǎn)錄激活蛋白與RNA聚合酶的相互作用。
研究顯示，轉(zhuǎn)錄激活蛋白結(jié)合靶基因前面的特定DNA序列，與RNA聚合酶形成魔術(shù)貼（Velcro）那樣的相互作用，穩(wěn)定RNA聚合酶與DNA的接觸。轉(zhuǎn)錄激活蛋白與RNA聚合酶的互作可以分為兩個(gè)部分，首先轉(zhuǎn)錄激活蛋白幫助RNA聚合酶結(jié)合DNA雙螺旋，隨后轉(zhuǎn)錄激活蛋白幫助RNA聚合酶解開DNA雙螺旋，起始靶基因的轉(zhuǎn)錄。
轉(zhuǎn)錄是細(xì)胞從DNA讀取遺傳信息的*步。明確基因特異性轉(zhuǎn)錄激活復(fù)合體的分子結(jié)構(gòu)，這是研究者們近四十年來追求的目標(biāo)。這項(xiàng)研究展現(xiàn)了特異性轉(zhuǎn)錄激活的完整分子圖像，為理解基因激活奠定了重要的基礎(chǔ)，可以幫助人們進(jìn)一步探索轉(zhuǎn)錄的奧秘。
高表達(dá)基因以隨機(jī)爆發(fā)的形式轉(zhuǎn)錄，這個(gè)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(xì)菌中研究轉(zhuǎn)錄爆發(fā)的具體機(jī)制，哈佛大學(xué)和北京大學(xué)生物動(dòng)態(tài)光學(xué)成像中心的研究人員開發(fā)了一個(gè)高通量的單分子分析技術(shù)，對(duì)各DNA模板的體外轉(zhuǎn)錄進(jìn)行了跟蹤研究。
科學(xué)家們近來發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞不僅會(huì)讀取基因，也會(huì)讀取許多調(diào)控元件并將其轉(zhuǎn)錄為RNA。一項(xiàng)研究顯示，基因和調(diào)控元件的讀取過程一開始非常相似，主要差異在于RNA產(chǎn)物的長度和穩(wěn)定性。基因生成的RNA長而穩(wěn)定，能夠保證蛋白質(zhì)合成。調(diào)控序列生成的RNA短而且不穩(wěn)定，很快會(huì)被細(xì)胞清除。
我們都知道，就算在同等條件下培養(yǎng)基因相同的細(xì)胞，它們的行為方式也不會(huì)*一致。過去人們普遍認(rèn)為，隨機(jī)分子過程（被稱為隨機(jī)噪音）是造成細(xì)胞差異的主要原因。蘇黎世大學(xué)的一項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)對(duì)這一理論提出了挑戰(zhàn)。這項(xiàng)發(fā)表在Cell雜志上的研究指出，人類細(xì)胞中細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)的空間分隔，形成了某種被動(dòng)過濾器。這種過濾器抑制了隨機(jī)噪音，使人類細(xì)胞能夠調(diào)控單個(gè)基因的活性。
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