康奈尔大学 信用:CC0公共领域 生物学家长期以来一直想知道复杂的生物是如何包含各种截然不同的具有特殊功能的细胞的，尽管所有这些细胞在基因上都是相同的
新的研究揭示了被称为先锋转录因子的蛋白质如何帮助开启赋予细胞类型独特属性和功能的关键基因
事实证明，这些先锋因素有助于解开紧密缠绕的脱氧核糖核酸线圈，从而可以读取基因中的遗传蓝图，并制造出在生物过程中发挥作用的蛋白质
果蝇的这项研究，“先锋样因子GAF与PBAP(瑞士/SNF)和NURF (ISWI)合作调节转录”，发表于12月
基因与发展杂志上的10个
第一作者朱利叶斯·贾德是高级作者约翰·利斯实验室的研究生，他是农业和生命科学学院的分子生物学和遗传学教授
在细胞核中，脱氧核糖核酸被结合在一组叫做核小体的组蛋白周围
“脱氧核糖核酸包裹在它周围，所以脱氧核糖核酸的背面是无法识别的，因为它与这些蛋白质对抗，”利斯说
因此，读取DNA序列以制造蛋白质所需的转录因子和机器无法访问这些遗传密码
因此，基因以默认的“关闭”状态存在，直到可以访问到脱氧核糖核酸和读取代码
在这项研究中，研究人员重点关注了一种在果蝇中发现的被怀疑为先锋的转录因子GAGA因子(GAF)
李斯实验室以前的工作表明，GAF结合目标基因，并删除核小体；这暴露了标记基因转录起点的脱氧核糖核酸序列，称为启动子序列
其他实验室的研究也表明GAF在胚胎发育中发挥了作用
研究人员有证据表明，GAF与两种不同的称为重塑物的复合物相互作用，这两种复合物催化了从脱氧核糖核酸中去除核小体的过程
所有这些证据使利斯、贾德和他的同事们相信GAF确实是一个先锋因素
为了验证他们的假设，贾德运行了许多不同的全基因组检测来监控转录；染色质(假脱机的脱氧核糖核酸)转录的容易程度；GAF绑定的地方；和翻译成蛋白质的核糖核酸的细胞水平
他们将这些分析应用于未经处理的果蝇细胞和GAF衰竭的细胞
研究显示，当GAF与一个目标基因结合时，它会招募一个叫做PBAP的重组体，这个重组体会移除这些核小体，并创造出一个可供转录的脱氧核糖核酸通道
此外，在一些基因中，紧邻启动子下游的核小体也需要移动
在这些情况下，GAF依靠一种叫做NURF的不同的改造物，将第一个核小体沿着基因推到一边，使转录机器更容易转录脱氧核糖核酸
“我们发现了一种先锋因子，它可以与两种重塑物相互作用，并在转录过程的不同阶段发挥作用
这就是特别新颖的地方，”李斯说
先前的证据已经确定了酵母中与PBAP和NURF几乎相同的重塑复合体，并且有证据表明这一过程发生在小鼠和可能的哺乳动物中
“我们认为这些重塑物的工作方式是非常保守的，结论是广泛适用的，”贾德说
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