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生物學家發現控制轉錄因子結合位點的機制

來源 : Summer Weng 編譯
update : 2018/05/22
一組生物學家確定了轉錄因子(TFs)如何指導基因調控,在胚胎發育中的功能是不同的。這些結果有助於說明隨著胚胎成熟,細胞如何獲得不同的功能。

紐約大學生物系教授、研究人員斯蒂芬斯托克斯說:「從這些發現中學到的基本原理,對於理解轉錄因子的活性如何控制包括小鼠,和人類在內的高等生物體的發育有其重要性。 更具體地說,這些結果為更好地掌握干擾轉錄因子的突變基因,如何導致胚胎發育的嚴重破壞,並導致一系列疾病(包括癌症)提供了一條潛在途徑。」

《基因與發育》雜誌報導的這項研究,還包括了來自哈佛醫學院和約翰霍普金斯大學的科學家。

生物學家歷來難以精確理解轉錄因子如何控制胚胎發育。這是因為它們的數量,並且隨著發育的進行,不同的組合在個體細胞類型中表達。

而且,研究產生了相互矛盾的結果。例如,在以前的生物化學實驗中,研究人員已經表明,一個家族中的各個TF 與相同的DNA序列結合,但是,遺傳實驗顯示它們在發育中的胚胎細胞中具有非常不同的活性。

「因此,確定特定TF在生物體內結合的規則,和哪些靶基因會被激活,目前尚不清楚。」Small解釋。

在由紐約大學發育遺傳學研究中心博士後Rhea Datta 領導的基因與發育研究中,科學家研究了果蠅中兩種類似的果蠅(Bicoid [Bcd]和Orthodenticle [Otd]),一個常見的DNA序列(TAATCC)。

他們直接繪製了Bcd 和Otd 在胚胎中結合的基因組區域,並顯示出一些區域被兩種蛋白質結合,而另一些區域僅由Bcd或Otd結合。他們進一步表明,每種蛋白質都傾向於結合與TAATCC共同序列僅有一個鹼基不同的序列。最後,Bcd結合僅發生在含有,可能促進Bcd結合的兩種其他TF的結合位點的基因組區域中。

研究人員總結說,這些數據確定了一個精確的DNA「序列編碼」,用於控制TFs 如何在指定活胚胎細胞命運的過程中正確運作。

該研究得到了美國國立衛生研究院的資助。