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科学家们对如何控制基因表达提供了新的见解

2019-02-20 08:56:51 • 来源：

根据eLife今天发表的一项研究，研究人员对所有生物体中基因表达控制的机制提供了新的见解。这项研究结果首次报道了bioRxiv，最终可以提高我们对某些抗菌药物如何对抗RNA聚合酶(RNAP)在治疗艰难梭菌感染和结核病等疾病方面的作用。

科学家们对如何控制基因表达提供了新的见解

当DNA中包含的信息用于产生功能性基因产物如蛋白质和其他分子时，就会发生基因表达。该过程分为两个阶段。在称为转录的第一阶段，RNAP读取DNA上的链中的信息，然后将其复制到新的信使核糖核酸(mRNA)分子中。在第二阶段，然后分子继续进行处理或翻译。

然而，为了帮助控制基因表达水平，RNAP的转录暂停可以在两个阶段之间发生，提供一种“障碍”，其中转录可以被终止或调节。

“从细菌到哺乳动物的所有生物体中的RNAP作用的共识暂停序列，使酶处于元素暂停状态，从而可以产生更长寿命的停顿，”资深作者Robert Landick，Charles Yanofsky，生物化学与细菌学教授美国威斯康星大学麦迪逊分校。“由于这种元素暂停的基本机制尚未明确定义，我们决定使用各种生化和生物物理方法对其进行探索。”

该团队的分析首先揭示了元素暂停过程涉及几个生物学参与者，它们共同创造了一个屏障，以防止从暂停状态逃脱。该过程还引起适度的构象转变，使RNAP“绊倒”将DNA送入其反应中心，暂时阻止其制造RNA。

“我们还发现，转录暂停使RNAP在暂停时放松了对DNA的控制和回溯，”Landick说。“这些结果共同提供了一个框架，以了解过程如何受到细胞内某些条件和监管者的控制。”

他补充说，这些见解可能有助于未来设计合成基因的努力，例如以一种从基因产生所需输出的方式指导RNAP的暂停行为。它还可以帮助我们理解某些药物(称为RNAP抑制剂)如何靶向酶。

“就目前而言，我们希望尝试生成以一系列时间间隔获得的暂停转录复合物的结构，”Landick总结道。“这将使我们能够确切地看到酶的一部分在进入和离开暂停状态时如何移动。”

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