Cell子刊阐明基因调控关键机制

时间:2016年4月8日
来源:生物通

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增强子控制着基因在不同细胞中的活性和活化程度。近年来人们发现,增强子功能错误与许多疾病密切相关,包括多种癌症。宾夕法尼亚大学的研究人员在本周的Molecular Cell杂志上发表文章,阐明了这种基础调控元件控制基因活性的一个关键机制。

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生物通报道:宾夕法尼亚大学的研究人员在本周的Molecular Cell杂志上发表文章,阐明了基础调控元件控制基因活性的一个关键机制。

增强子控制着基因在不同细胞中的活性和活化程度。近年来人们发现,增强子功能错误与许多疾病密切相关,包括多种癌症。“这项研究可以帮助人们更好的理解增强子的作用机制,”文章资深作者Kenneth Zaret教授指出。Zaret教授是宾州大学细胞与发育生物学教授、再生医学研究所副主任,他近年来的研究焦点是基因调控、染色质结构以及发育和干细胞生物学等领域,取得了一系列突破性研究成果。

众所周知,DNA缠绕在组蛋白上形成碟状的核小体结构,进而包装成为染色体。核小体的存在会抑制基因调控蛋白与染色体结合。绝大多数研究者认为核小体不在活跃的增强子上,因此没有在增强子功能中起作用。然而Zaret教授的研究团队发现,至少有一部分核小体在增强子上。

Zaret等人2015年在Cell杂志上发表的文章显示,为了启动生理性细胞重编程,基因调控因子需要利用“关闭”的基因。这些沉默基因一般被紧紧缠绕,上面覆盖着核小体。他们将能够与这些基因互作的转录因子命名为先驱因子(pioneer factors)。(更多详细信息参见:Cell重要成果:解析细胞命运的第一步

研究人员的新研究表明,先驱因子会结合到核小体上暴露那里的DNA。它们将抑制性的连接组蛋白踢出,让其他调控因子接触DNA,允许增强子激活基因并启动正常细胞功能。研究指出,先驱因子在细胞分化和应答外界刺激中起到了重要作用。

增强子大约发现于三十五年前。与启动子不同的是,增强子能够上调较远距离的基因,它们在人体生物学中具有关键性作用。近年来科学家们发现增强子常常转录成RNA,这些eRNA长度在500bp到5kb之间,大多数情况下是双向转录。迄今为止,人们对eRNA的功能还知之甚少。The scientist杂志刊发文章对这种神秘的eRNA进行了解读。(更多详细信息参见:The scientist为你解读神秘的eRNA

日本RIKEN牵头的国际合作项目FANTOM在Science杂志上发表了一项具有里程碑意义的成果。研究人员对不同细胞类型的RNA表达进行了广泛的分析。他们发现,当细胞经历表型改变(比如细胞分化)时,最开始活化的是增强子区域。是增强子活化触发了一系列后续事件,最终显著改变细胞的表型。(更多详细信息参见:Science重大成果:细胞分化的通用规则

生物通编辑:叶予

生物通推荐原文:The Pioneer Transcription Factor FoxA Maintains an Accessible Nucleosome Configuration at Enhancers for Tissue-Specific Gene Activation

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