激活基因调控的新认识

基因表达的调节 - 打开或关闭基因的, 增加或减少其表达 - 是整个电池的使用寿命在开发过程中定义的小区标识和协调细胞活性的关键. 基因调控的共同模型想象的细胞的细胞核作为其中随机分子参与DNA转录浮子周围看似直到他们偶然发现的DNA序列或其他转录机制与它们可以结合大的空间, 换一种说法, 随意的方法.

这种模式正在被颠覆, 然而, 因为在过去的几年中研究人员发现，而不是无定形的空间依赖于偶然的碰撞, 细胞实际上划分其流程为离散的无膜结构，以聚集有关的分子, 从而更好地协调它们之间的相互作用. 从Whitehead研究所的成员理查德·杨等人的研究实验室今年早些时候报道说，这种划分是关键, 基因调控的先前未观察到的方面.

从年轻的实验室的最新研究成果, 网上公布 在日记 细胞, 进一步深入研究了这种划分是如何帮助通过揭示激活域的作用，协调转录调控, 转录的一部分，在神秘因素笼罩以前. 转录因子的一个侧面, 含有该DNA结合结构域, 与DNA结合的区域的基因附近. 另一端, 所谓激活域, 然后捕获分子影响基因表达, 锚定的基因附近即转录机制.

这最近的工作表明，激活区通过与其他转录蛋白质结合形成液体啮合做好本职工作 液滴 靠近它们调节的基因. 像油拒绝与在沙拉酱醋混合 - - 通过该分子形成的小区的环境内的不同液体隔室的过程被称为相分离.

基因调控的这种演进的理解，对医药和药物研发产生巨大的影响, 在基因调控的错误是许多疾病的重要组成部分, 包括癌症. 新模式将有助于阐明疾病如何笼络监管机制，以及如何治疗干预可能会纠正这种失调. 转录因子历来难以治疗目标, 和它们的结构和功能的不完全理解可能是部分原因.

“转录调控是每个人的重要作用, 从细胞的分化发展到细胞维持,”安Boija说, 共同第一作者，博士后研究员在年轻的实验室. “尽管这一事实的转录因子的激活域的结构和功能已经知之甚少。”

大多数蛋白质沉降成限定的三维结构和只能与完全适合他们在一个特定取向的其它分子结合, 就像在一个锁的钥匙. 转录因子蛋白的激活域, 然而, 包含所谓的内在无序区, 其行为更像煮熟的意大利面条的股, 缠绕在随意走进灵活的形状. 这种疾病使得分子在多点结合, 创建连接松动的动态网络出现沉淀相分离.

“我教规生物利用灵感来自锁和钥匙的结构十年. 他们是优雅, 且易于可视化和模型, 但他们不告诉整个故事,”杨说, 谁也是在麻省理工学院生物学教授. “相分离缺少的片”。

在与多种转录因子实验, Boija和共同第一作者艾萨克·克莱恩, 在达纳 - 法伯癌症研究所年轻的实验室和医学肿瘤学研究员的博士后, 发现转录因子啮合中保, 一个分子，帮助激活基因, 和相分离成微滴, 并且，这个过程用基因活化相关. 他们研究的转录因子包括OCT4, 这对维持胚胎干细胞的状态很重要; 雌激素受体 (IS), 其在乳腺癌作用; 和GCN4, 在酵母充分研究模型转录因子.

“我们发现跨上下文的广谱的基因激活和相分离之间的链路,”克莱因说，, 这表明该机制是转录调控的共同特征.

该发现对于许多疾病的影响, 如癌症, 其中癌症基因可以使用相分离的微滴，以帮助斜坡上升它们的表达. 新的治疗方法可以把重点放在溶解液滴, 和药物发现可以将测试药物如何 - 或靶分子 - 内的行为相对于液滴的外. 这种新的转录因子怎样的功能模式不仅改写转录调控的理解, 它是用于药物发现和治疗方法开辟了新的路径.

资源: www.technology.org, 通过葛丽泰·弗莱尔