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tet-on/off系统在生物医学实验中广泛应用，这一系统需要用到四环素启动/终止基因表达。最近在Cell子刊《Cell Reports》发表的一项研究中，来自瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员带领的一项研究表明，随意加四环素可能对生物实验带来负面影响：四环素会改变线粒体基因组的表达，并且破坏细胞呼吸链的功能。
生物通报道：基因的表达调控，特别是转录水平的调控，是一个非常复杂的过程，涉及到多个因素的相互作用，尤其是反式作用因子，体外对这些因子的调控研究时，往往由于它们对细胞的损害而得不到满意的结果。四环素（tetracyclines，例如四环霉素doxycycline）调控的基因表达系统是近年来发展的一种真核生物体外表达系统，它利用四环素及其衍生物对所感兴趣的基因进行诱导表达，这种诱导表达具有严密、高效、可控性强、表达泄露小等优点，已被广泛应用于各种细胞系、植物、酵母、线虫、小鼠、大鼠及人的细胞。延伸阅读：Nat Meth：如何让基因表达分析更快更便宜？。
四环素调控的基因表达系统是以大肠杆菌Tn10特异的四环素抗性操纵子为基础而建立的，属负调控作用方式。如Tet-off/Tet-on基因表达系统是新近发展起来的高效、无毒、具有严密开/关功能的基因表达系统。自推出以来，在很多方面得到了广泛的应用,尤其是在基因的表达调控及基因治疗上。然而，尽管有不少文献将四环素类描述为线粒体抑制剂，但是四环素在这些系统中的使用很少受到质疑。
Tet-off/Tet-on系统由大肠杆菌Tn10转座子中四环素阻遏操纵子的两个部件（四环素阻遏蛋白TetR和四环素操纵子序列Tet0）与四环素及其衍生物Dox组成。在Tet-on系统中，TetR与单纯疱疹病毒的VP16转录活化域组成融合蛋白——四环素控制的反式活化因子（tTA），通过7个拷贝的Tet0和部分CMV启动子组成的四环素反应元件（TRE）共同控制下游基因的表达。在Tet-on系统中，tTA蛋白中有4个氨基酸残基发生突变，并称其为rtTA（tTA），Tc或Dox不存在时，rtTA不能与TRE结合，下游基因关闭，当Tc或Dox存在时，结合了Tc或Dox的rtTA空间构象改变可与TRE结合并启动下游基因的转录。
虽然Tet-off/Tet-on系统为基因功能研究提供了精致的灵活性，但是很少有研究人员考虑使用四环素本身存在的潜在不利影响，但是长期使用抗生素，已知可导致临床不良反应。
最近在Cell子刊《Cell Reports》发表的一项研究中，来自瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员带领的一项研究表明，随意加四环素可能对生物实验带来负面影响：四环素会改变线粒体基因组的表达，并且破坏细胞呼吸链的功能。
这项研究表明，这些抗生素通过影响线粒体的翻译，可引起的一个单核细胞蛋白质不平衡，这种影响可能反映了线粒体和变形菌之间的进化关系。即使在低浓度时，四环素也能诱导线粒体蛋白毒性压力，导致核基因表达的变化，并改变常用细胞类型以及线虫、果蝇、小鼠和植物中的线粒体的动力学和功能。
由于四环素类抗生素被广泛应用于科学研究，科学家们应该意识到它们会对实验结果产生潜在的混杂效应，随意加四环素可能对生物实验带来负面影响：四环素会改变线粒体基因组的表达，并且破坏细胞呼吸链的功能。此外，这些结果告诫我们，由于四环素对环境和人类健康的潜在影响，因此应该警惕其在畜牧业的广泛使用。
（生物通：王英）
生物通推荐原文摘要：
Tetracyclines Disturb Mitochondrial Function across Eukaryotic Models: A Call for Caution in Biomedical Research
Summary: In recent years, tetracyclines, such as doxycycline, have become broadly used to control gene expression by virtue of the Tet-on/Tet-off systems. However, the wide range of direct effects of tetracycline use has not been fully appreciated. We show here that these antibiotics induce a mitonuclear protein imbalance through their effects on mitochondrial translation, an effect that likely reflects the evolutionary relationship between mitochondria and proteobacteria. Even at low concentrations, tetracyclines induce mitochondrial proteotoxic stress, leading to changes in nuclear gene expression and altered mitochondrial dynamics and function in commonly used cell types, as well as worms, flies, mice, and plants. Given that tetracyclines are so widely applied in research, scientists should be aware of their potentially confounding effects on experimental results. Furthermore, these results caution against extensive use of tetracyclines in livestock due to potential downstream impacts on the environment and human health.
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