Nature重要發現：基因調控的新機制
日期：2014-09-10 09:09:06
我們基因中編碼的遺傳信息被翻譯成為蛋白，并最終表現為機體內的各種生物學功能。信使RNA（mRNA）在這一過程中起到了重要的作用，它是翻譯過程所用的分子模板。
德國亥姆霍茲慕尼黑中心(Helmholtz Zentrum München)、慕尼黑工業大學（TUM）、巴塞羅那基因組研究中心等機構的科學家們，通過三維結構分析揭示了調控蛋白識別mRNA的分子機制，相關論文發表在九月七日的Nature雜志上。這項研究將有助于人們理解雄性和雌性生物之間的差異性基因調控。
人類、小鼠和果蠅的基因數量都在兩萬左右，但它們之前存在著巨大的表型差異。可見基因調控對生命進化起來了關鍵性的影響。DNA通過轉錄生成mRNA，隨后mRNA作為模板指導蛋白質的合成。在這一過程中，一些蛋白因子能通過結合mRNA，調節蛋白質的合成。然而，人們一直不清楚這些調控蛋白是如何識別RNA的？
研究人員通過核磁共振和晶體學分析，在果蠅模型中研究了調控蛋白Sxl（Sex-lethal）、Unr（Upstream-of-N-Ras）和mRNA之間形成的復合體，這一復合體是劑量補償機制的關鍵。
雌性果蠅（XX）擁有兩個X染色體，而雄性果蠅（XY）只有一個X染色體。因此，X染色體上的基因需要通過劑量補償機制，在兩性之間達到表達水平的平衡，這也是果蠅生存的基礎。
基因表達的范例
研究人員獲得的三維結構向人們展示，不同蛋白通過相互協作實現了高度特異性的mRNA識別。“mRNA水平上的調控就是這樣影響基礎細胞過程的，我們這項研究是一個范例，”文章的資深作者Michael Sattler說。
盡管單個調控蛋白與RNA結合的親和力并不高，但它們能通過彼此協作，特異性地識別RNA。在此基礎上，只需要少數調控性RNA結合蛋白，就可以對大量生物學過程產生重要影響。
研究指出，上述原則在高等生物中應該非常基本和普遍。這一過程中的突變和調節異常與多種疾病有關。
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