基因表達(dá)是遺傳信息用于產(chǎn)生蛋白質(zhì)的過程，蛋白質(zhì)是細(xì)胞正常運(yùn)作和實現(xiàn)其多種目的所必需的。它發(fā)生在兩個不同的步驟中：首先是轉(zhuǎn)錄，發(fā)生在細(xì)胞核中，然后是細(xì)胞質(zhì)中的翻譯?？刂苹虮磉_(dá)對細(xì)胞產(chǎn)生正確需要的精確蛋白質(zhì)至關(guān)重要。到目前為止，基因轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)翻譯被認(rèn)為是兩個獨(dú)立的過程。

今天，瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)(UNIGE)和海德堡(德國)歐洲分子生物學(xué)實驗室的微生物學(xué)家提供了額外的證據(jù)，表明這兩個過程具有內(nèi)在聯(lián)系，并表明一種名為Ccr4-Not 的蛋白質(zhì)復(fù)合物起著關(guān)鍵作用。通過充當(dāng)細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)之間的信使來進(jìn)行基因表達(dá)。這些結(jié)果發(fā)表在Cell Reports上，揭示了控制基因表達(dá)的機(jī)制，這是控制細(xì)胞生命和死亡的過程。

基因表達(dá)是指生物化學(xué)過程，通過這些過程，我們基因中存儲的信息就像一本說明書一樣被讀取，以產(chǎn)生使我們的細(xì)胞正常運(yùn)作的蛋白質(zhì)。到目前為止，基因表達(dá)被認(rèn)為是在兩個不同的步驟中發(fā)生的：第一次轉(zhuǎn)錄發(fā)生在細(xì)胞核中，然后發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中。今天，由UNIGE和歐洲分子生物學(xué)實驗室領(lǐng)導(dǎo)的研究表明，轉(zhuǎn)錄和翻譯具有內(nèi)在聯(lián)系，并且不斷相互影響。要做到這一點(diǎn)，細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)之間的非常有效的溝通是至關(guān)重要的。這種對話是通過一種叫做Ccr4-Not 的蛋白質(zhì)復(fù)合物實現(xiàn)的，它可以全面地確定細(xì)胞的轉(zhuǎn)化能力。

基因表達(dá)：一條雙向的街道

來自UNIGE醫(yī)學(xué)院的Martine Collart和她的團(tuán)隊在2014年發(fā)現(xiàn)，Ccr4-Not復(fù)合物使細(xì)胞質(zhì)能夠在翻譯過程中向細(xì)胞核提供信息。今天，由于Ccr4-Not，它們證明它是雙向通訊，因為細(xì)胞核也在基因表達(dá)的所有階段將信息傳遞給細(xì)胞質(zhì)。該復(fù)合物充當(dāng)細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)之間的信使，以確保轉(zhuǎn)錄和翻譯水平都很好地適應(yīng)。它還能夠增強(qiáng)翻譯以補(bǔ)償轉(zhuǎn)錄應(yīng)激，從而確?；虮磉_(dá)保持良好平衡。

實際上，越來越多的證據(jù)表明不同水平的基因表達(dá)相互連接形成網(wǎng)絡(luò)。因此，通過用于產(chǎn)生功能性蛋白質(zhì)的各種細(xì)胞機(jī)器的組分給出恒定的反饋。這用于確?；虮磉_(dá)保持穩(wěn)定。Collart教授詳細(xì)解釋了這個過程：“在細(xì)胞核中轉(zhuǎn)錄期間，這種復(fù)合物控制著在細(xì)胞質(zhì)中產(chǎn)生蛋白質(zhì)的機(jī)器的產(chǎn)生?；旧?，它控制細(xì)胞核中可以制造多少蛋白質(zhì)。我們能夠證明Ccr4-Not復(fù)合物通過將細(xì)胞質(zhì)連接到細(xì)胞核，是基因表達(dá)的全球調(diào)節(jié)因子，在從基因到蛋白質(zhì)生產(chǎn)的所有步驟中起作用。

“以前，細(xì)胞核被認(rèn)為是一個指揮所，控制著細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的一切。然而，2014年，我們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核實際上受細(xì)胞質(zhì)的影響，環(huán)境信號首先出現(xiàn)在細(xì)胞質(zhì)中。我們最近的研究現(xiàn)在突出顯示Ccr4-Not還通過將細(xì)胞核與信使RNA相關(guān)聯(lián)來調(diào)節(jié)細(xì)胞的翻譯能力，信使RNA是將遺傳信息從DNA傳遞到核糖體的分子，然后核糖體產(chǎn)生蛋白質(zhì)。圖片現(xiàn)在已經(jīng)完成：基因表達(dá)實際上取決于細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)之間的持續(xù)對話Ccr4-Not復(fù)合體是協(xié)調(diào)這些不同隔室內(nèi)和之間調(diào)節(jié)過程的關(guān)鍵參與者，“本研究的第一作者Zoltan Villanyi指出。

Ccr4-Not復(fù)合調(diào)節(jié)劑對于所有動物胚胎的發(fā)育是必不可少的，并且涉及生命所必需的許多生理機(jī)制，例如心臟功能，精子發(fā)生或脂質(zhì)代謝。由于這種調(diào)節(jié)因子直接控制基因表達(dá)，任何突變都可能產(chǎn)生嚴(yán)重后果，從胚胎死亡到生命后期的癌癥發(fā)展，以及各種代謝失敗。“現(xiàn)在我們已經(jīng)準(zhǔn)確地確定了這種調(diào)節(jié)因子影響mRNA的步驟的多樣性，我們可以開始研究與疾病相關(guān)的特定目標(biāo)”，Collart教授強(qiáng)調(diào)說。“它將為理解我們基因表達(dá)方式的最基本細(xì)胞機(jī)制打開新的大門。”