遺傳學(xué)家發(fā)現(xiàn)兩種不同的轉(zhuǎn)錄終止模式

Helge Grosshans和他在弗里德里希·邁歇爾生物醫(yī)學(xué)研究所(FMI)的研究小組已經(jīng)確定了兩種不同的轉(zhuǎn)錄終止模式 - 一種依賴于高度保守的外切核糖核酸酶XRN2，一種獨立于此。在濕實驗室和計算生物學(xué)家之間的富有成效的合作中，他們發(fā)現(xiàn)基因的啟動子決定了其轉(zhuǎn)錄終止的機制。

當(dāng)遺傳信息從DNA轉(zhuǎn)錄為RNA時，重要的不僅是過程開始的地方，還有停止的地方。終止失敗導(dǎo)致相鄰基因“通讀”，破壞其調(diào)節(jié)或產(chǎn)生浪費且可能有害的融合轉(zhuǎn)錄物。但是，正如FMI集團領(lǐng)導(dǎo)人Helge Grosshans所指出的那樣，“轉(zhuǎn)錄終止主要是一個黑盒子;除了對一種稱為外切核糖核酸酶2(XRN2)的蛋白質(zhì)重要性的新興共識外，對相關(guān)因素和機制知之甚少。”

Grosshans和他的小組現(xiàn)在已經(jīng)詳細研究了蛔蟲秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans)的轉(zhuǎn)錄終止。他們的研究結(jié)果發(fā)表在Genes&Development雜志上。

在他們的研究中，科學(xué)家們研究了滅活XRN2的影響。他們發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄未能在許多基因的末端終止 - 正如預(yù)期的那樣。然而，出乎意料的是，對于許多其他基因，終止正常發(fā)生。Grosshans評論說：“我們的研究結(jié)果表明，一些基因需要XRN2進行終止，而其他基因則沒有。事實上，后者的轉(zhuǎn)錄似乎難以通過XRN2活性終止。”

對這兩類基因的進一步分析揭示終止模式由基因啟動子指定。Grosshans解釋說：“這是一個很大的驚喜。啟動子與轉(zhuǎn)錄起始位點相鄰，決定轉(zhuǎn)錄開始的時間和地點，而終止發(fā)生在基因的遠端。我們原本期望找到?jīng)Q定終止模式的因素。終止位點本身;相反，XRN2終止轉(zhuǎn)錄的能力已經(jīng)被啟動子指定。“

基于這一觀察結(jié)果以及XRN2與兩類基因結(jié)合的事實 - 那些需要終止的基因和那些不需要基因的基因 - 科學(xué)家提出了兩種轉(zhuǎn)錄終止作用模式。在第一種模式中，XRN2與基因末端的轉(zhuǎn)錄機制的相互作用使該機器與DNA解離，釋放轉(zhuǎn)錄物。在第二種情況下，轉(zhuǎn)錄機制的組成或構(gòu)型可能不同，從而阻止XRN2破壞其與DNA的相互作用。終止是其他分子過程的結(jié)果。

Grosshans得出結(jié)論：“我們的研究結(jié)果是更好地理解轉(zhuǎn)錄終止的第一步?，F(xiàn)在要回答的一個主要問題是哪些因素會導(dǎo)致XRN2獨立終止。”

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