东京都会大学的科学家发现了一种独特的机制,两种转录因子在裂变酵母中稳定彼此与DNA的结合。他们发现,当Atf1和Rst2足够靠近时,它们可以帮助彼此稳定地结合。它们都有助于转录一种处理葡萄糖缺乏环境的基因,但属于完全独立的激活途径。像这样的新见解可以帮助科学家对抗癌症。
DNA螺旋的流行图片是一条长长的、蜿蜒的分子线,包含创造和维持生命所需的所有信息。鲜为人知的是它是如何被整齐地包装和储存在细胞内的:DNA缠绕在称为组蛋白的蛋白质结构上,形成一种优雅、紧密的结构,称为染色质。为了让分子过程实际使用这些信息,染色质“打开”,使DNA可以被转录因子结合,转录因子是帮助将由碱基对(或“字母”)组成的DNA序列翻译成信使RNA(mRNA)的蛋白质。然后核糖体最终读取该mRNA,根据原始蓝图生成蛋白质。
转录因子(TF)如何与染色质结合是生物医学研究的重点。例如,许多癌症的起源可以追溯到这个过程出错的时候。东京都会大学的Kouji Hirota教授领导的一个研究小组一直在研究这一过程,通过观察一种更简单的生物体,即裂变酵母,重点研究它对环境变化的反应。现在,他们已经成功地瞥见了酵母细胞对周围葡萄糖缺乏做出反应时转录工作背后的独特机制。
当酵母细胞处于饥饿状态时,已知fbp1基因的转录被两个TF(Atf1和Rst2)大量激活。研究小组深入研究了这一过程,发现两者的激活不仅对fbp1的功能至关重要,而且它们实际上有助于彼此的稳定。他们能够明确地表明,这在很大程度上要归功于这些位点之间的距离,通常只有45个碱基对。当在两个位点之间引入额外长度的DNA时,TFs突然无法互相帮助,染色质闭合,使两个因子都未结合。它们沿螺旋线扭转槽的相对方向也被证明是至关重要的。重要的是,这一作用被证明足以抵消Tup11和Tup12的作用,Tup11和Tup12是帮助破坏独立TF与染色质随机结合的共同抑制因子。所有这一切表明,这种互惠关系不仅有助于TFs成功绑定,而且还可以防止它们之间的相互连接。
奇怪的是,这些TF被完全独立的化学途径激活。因此,研究小组发现的过程将这些通路整合成一个信号“中枢”。尽管这是一个复杂的生化谜题中的一个片段,但这一发现有助于突出不同TF相互作用并有效整合通路的未被认可的机制。研究小组希望这一新的见解能有助于对抗癌症和其他相关疾病。
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