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由克里希纳·拉曼武詹
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生物学家长期想知道复杂的生物是如何含有各种具有专门功能类型的多种不同类型的细胞,即使所有这些细胞都是基因上相同的。

新的研究揭示了蛋白质如何称为“先驱转录因子”,帮助打开给予细胞类型其独特性质和功能的关键基因。

事实证明,这些先锋因素,帮助无纺布紧密缠绕DNA线圈,以便可以读取基因中的遗传蓝图,可以在制作生物过程中发挥作用的蛋白质。

水果苍蝇的研究,“Pioneer的因子GAF与PBAP(SWI / SNF)和NURF(ISWI)合作,以调节转录,“12月10日在基因和发展中公布。

“我们非常了解先锋因素是什么,他们所做的事情,但我们不知道的是他们的工作原理,”高级作者实验室的研究生朱利叶斯·贾德斯说:John Lis.,教授分子生物学和遗传学在农业学院和生命科学。

在细胞的细胞核中,DNA围绕着一种称为核蛋白的组蛋白蛋白的集合。“DNA缠绕在它周围,因此DNA的背面无法识别,因为它是针对这些蛋白质的识别,”Lis说。

结果,读取DNA序列所需的转录因子和机器用于制备蛋白质不能访问这些遗传码。因此,基因存在于默认的“OFF”状态,直到可以访问DNA并且可以读取代码。

在研究中,研究人员集中在果蝇中发现的疑似先驱转录因子,称为GAGA系数(GAF)。在LIS的以前的工作表明,GAF与靶基因结合并除去核心;暴露于将基因的转录开始的DNA序列,称为启动子序列。

其他实验室的研究还建议GAF在胚胎发育中发挥作用。研究人员有证据表明,GAF与两种不同的复合物相互作用,称为重塑剂,其催化从DNA中除去核肉的过程。所有这些证据都领导了LIS,Judd及其同事认为GAF确实是先锋因素。

为了测试他们的假设,judd ran ran以监测转录的许多不同的基因组测定;如何可接受染色质(假轴DNA)用于转录;GAF绑定的地方;和翻译成蛋白质的RNA的细胞水平。它们将这些测定施用于未经处理的果蝇细胞和GAF被耗尽的细胞。

研究表明,当GAF与靶基因结合时,它促进称为PBAP的重生剂,其除去这些核肉,并产生用于转录的DNA的可接近的尸体。此外,在一些基因中,在启动子的下游下游的核体也需要移动。在这些情况下,GAF依赖于不同的重生剂,称为NURF,将第一个核小体推向沿着基因的途径,使转录机器更容易转录DNA。

“我们发现一个可以与重构相互作用的先驱因素,并在转录过程中以不同的步骤作用。这就是特别小说的,“莉斯说。

现有证据已经确定了酵母中的PBAP和NURF几乎相同的重塑复合物,并且有关于小鼠和可能哺乳动物发生这种过程的建议。“我们认为这些重塑者正在工作的方式是深度保守的,结论广泛适用,”Judd说。

Fabiana Duarte,博士。'16是哈佛大学的博士后研究员,是该研究的共同作者。

该研究由国家卫生研究院资助。

本文也出现在康奈尔纪事中。

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