单分子分辨率下转录起始的可视化

在Friedrich Miescher生物医学研究所(FMI)开发的一种新方法使得DirkSchübeler小组的科学家能够剖析和量化转录起始的各个步骤。出乎意料的是，他们观察到RNA聚合酶经常与DNA模板解离，而不是在转录继续之前暂停。因此，他们获得了基因调控的新机制见解。

当法国生理学家Étienne-Jules Marey在十九世纪末开始研究动物运动时，他需要一种新技术来克服人眼在快速运动中的局限性。为了冻结动物的动作，他在一个框架中记录了几个运动阶段，开创了他后来称之为计时摄影术。例如，飞鸟的照片不仅美观，而且最重要的是帮助他剖析运动的生理学。如今，分子生物学家在试图理解基因调控时面临着类似的问题。直到现在，当他们研究蛋白质与基因组的结合时，他们看到成千上万的结合事件覆盖在模糊的图像中。

现在，DirkSchübeler和他在FMI的小组开发了一种高分辨率方法，可以检测出基因表达的不同阶段。第一作者和SNSF Ambizione研究员Arnaud Krebs解释说：“我们第一次能够研究调节转录的蛋白质在个体DNA分子上的结合。基于此，我们可以逐一研究转录过程的步骤，类似于Marey如何在一张照片中分离出不同的运动阶段。“

但这有助于了解基因是如何被激活或抑制的呢?为了转录特定基因，转录因子识别并结合某些DNA序列，并募集RNA聚合酶II，其反过来启动RNA合成。在产生完整转录物之前，聚合酶暂停以控制转录物的质量。有趣的是，对于某些基因而言，这种暂停延长了，因此阻断了RNA合成。人们一直认为这种暂停可能是加载聚合酶库的一种手段，可以快速激活需要快速诱导的基因，例如那些参与应激反应的基因。

然而，使用他们的新方法直接探测DNA上的RNA聚合酶，FMI团队意识到 - 而不是稳定地暂停 - 聚合酶经常过早地终止转录。根据Krebs的说法，他们观察到大部分RNA聚合酶与DNA分离。正如Schübeler解释的那样，这些研究结果改进了暂停的普遍概念：“我们所看到的相当建议在这些基因上涉及高RNA聚合酶II转换的机制。虽然这在机制上不同于流行的概念，但新模型同样允许快速在刺激下激活基因。“

因此，FMI科学家不仅能够在单分子分辨率下量化蛋白质结合，而且还能更好地理解转录起始 - 以及对基因调控的新机制见解。

郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如有侵权行为，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。