eLife顛覆性發(fā)現(xiàn):調(diào)控蛋白“熱身”會誤導(dǎo)研究結(jié)論
日期:2015-08-27 08:50:41
人們一直認(rèn)為,多細(xì)胞動物體內(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)。
“這些蛋白看起來似乎是不務(wù)正業(yè),浪費(fèi)著時間和能量,”密歇根州立大學(xué)的David Arnosti教授說。“實(shí)際上他們是在進(jìn)行熱身,隨時準(zhǔn)備上場成為真正的基因開關(guān)。”
果蠅的轉(zhuǎn)錄抑制子主要通過組蛋白修飾來改變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)。研究人員在果蠅胚胎中對保守的遠(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)的控制開關(guān)時非常更有意義的,”Arnosti說。
Arnosti實(shí)驗(yàn)室的研究生Kurtulus Kok和Li Li通過自己開發(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)的改變無關(guān)。這種熱身活動的存在意味著,此前的全基因組分析很可能將熱身中的調(diào)控元件錯當(dāng)成真正的調(diào)控元件,誤導(dǎo)研究者們做出錯誤的判斷。
不過熱身活動也可以起到長期作用,“這種機(jī)制為生物提供了進(jìn)化的機(jī)會,‘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。“這一發(fā)現(xiàn)顛覆了我們對活性基因開關(guān)和假基因開關(guān)的認(rèn)識,現(xiàn)有的評估方法過于簡單。”
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。