西亚试剂 ：Cell：RNA机器如何越过基因组障碍

曾几何时，科学家们认为，RNA聚合酶——通过将DNA转录成RNA开启蛋白质合成的分子，就像一个发条玩具那样工作：它置于我们DNA中的一个起始位点上，一直稳步急速运作，抽出一个RNA拷贝，直到它到达停靠位置。最近，科学家们意识到，他们没有给予RNA聚合酶足够的认识。哈佛大学医学院遗传学助理教授Stirling Churchman博士说：“它更像是一辆高性能的跑车。它必须加速，但也要减慢并应对前进道路上的障碍。”

现在，Churchman及其同事的一项最新研究，使得科学家可以在高分辨率上探究“RNA聚合酶如何越过人类细胞中的这一障碍物”。在2011年，Churchman曾共同开发了一种RNA测量工具，称为NET-seq，并用它将酵母中的基因转录精简到单个核苷酸(DNA“字母”)。在本周《Cell》杂志发表的一项研究中，Churchman及其研究小组采用NET-seq在人类细胞进行了同样的研究，从而有了一些新的发现。

基因转录驱动着我们细胞中几乎每一个过程，但关于“它是如何工作的”科学家们仍然还有很多细节不清楚。对其中的细节有更好理解，将提高我们对正常和异常生物学的认识，从细胞分化到癌症。首先，Churchman发现证据表明，在我们细胞中RNA聚合酶确实能急剧地改变速度。其他研究人员曾经怀疑这一点，但只能够在细胞外简化的、改进的体系中进行研究。

例如，Churchman和她的研究团队发现，RNA聚合酶在到达特定的障碍(被称为转录因子——帮助RNA聚合酶起作用的蛋白质)之前，会慢下来。

本文共同第一作者Di Iulio发现，当RNA聚合酶遇到一种DNA——后来成为最终蛋白质的一部分，速度会放缓。(RNA复制在转录过程中产生的许多部分被切掉，剩余少量在蛋白质制成之前重新拼凑在一起)。Churchman说，在这之前没有人观察到过。

Churchman说：“在某种程度上DNA上被检测到的RNA聚合酶将被保留下来。我们看到的这一暂停特征模式，就像这些DNA片段之前和之后的减速带。我们还不知道为什么它们在那里，或者是什么导致它们在那里。”

Churchman用分辨率较低的工具一直不能观察到减速带，因为它们发生的非常急速，在十个核苷酸内强化和急降。

第三，Churchman的研究推案对看到了收敛转录的证据，在这种情况下，再一个RNA聚合酶 “跑车”开始沿着基因，并朝着开始的方向驱使，可能会导致两个聚合酶迎头碰撞。其他研究人员已经在基因组的特定部位看到过这一现象。Churchman研究小组的工作表明，该过程发生在多达25%的基因中。

Churchman也确定，收敛转录通常发生在较少表达的基因中。她说，总之，这些研究发现了很多东西。“这不仅仅是决定打开或关闭一个基因;在RNA生成过程中还有其他控制阀。最终，它强调了我们当前对‘转录如何发生’看法的简单性。”她指出，该研究只触及到“NET-seq可以帮助Churchman和其他人从基因转录中了解到什么”这个问题的表面。但是滴水会汇成河，每个小进步都会有帮助。

她表示：“任何时候，我们了解到的基因调控的新方法，都有可能告诉我们如何设计治疗方案，以及如何能够逆转疾病状态。”以上资料由西亚试剂：http://www.xiyashiji.com/