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DNA结构影响转录因子的功能

2019-01-16 10:03:07 • 来源：

被称为转录因子的物质通常决定细胞是如何发育的，以及它产生的蛋白质和数量。转录因子与DNA的一部分结合并控制该部分中基因的激活程度。科学家此前曾假设基因活性受结合强度和结合位点与基因的接近程度的控制。柏林马克斯普朗克分子遗传研究所的研究人员现已发现，转录因子结合的DNA片段可以呈现出各种空间排列。结果，它改变了转录因子本身的结构并控制其活性。相邻的DNA片段对转录因子形状具有显着影响，从而调节基因的活性。

DNA结构影响转录因子的功能

对于要移动的汽车，一个人坐在驾驶座上是不够的：驾驶员必须启动发动机，按下加速器并接合变速器。事物在我们身体的细胞中起作用。直到最近，科学家还怀疑某些蛋白质只能与DNA链上的特定位点结合，从而指导细胞在此过程中的命运。它们越接近并且越紧密地与DNA上的基因结合，基因被认为越活跃。这些被称为转录因子的蛋白质控制着基因的活性。

由马克斯普朗克分子遗传学研究所的Sebastiaan Meijsing领导的一组科学家现在得出了一个不同的结论：研究人员发现，转录因子可以根据它们结合的DNA片段呈现不同的形状。“反过来，这种键的形状会影响基因的活化程度和强度，”Meijsing解释说。

因此，转录因子可以结合DNA片段而不影响附近的基因。正如在我们的汽车类比中，仅仅存在“驱动程序”显然不足以在机构中设置机制。其他因素也必须参与确定转录因子激活基因的强度。

糖皮质激素受体也是转录因子

一个例子是肝脏中的葡萄糖生成。如果血液中的葡萄糖含量过少，肾上腺会释放出糖皮质激素，这些糖皮质激素可作为化学信使。这些激素在体内循环并与肝细胞上的糖皮质激素受体结合。受体同时充当转录因子并调节细胞中的基因活性。通过这种方式，肝脏能够产生更多的葡萄糖，并且血糖水平再次上升。

“有时糖皮质激素受体结合会导致相邻基因的强烈激活，而在其他时候，如果有任何变化则很少，”Meijsing报道。科学家发现受体结合的DNA片段的组成有助于确定基因的激活程度。然而，这些区段不与作为转录因子的受体直接接触; 他们只在绑定站点的侧翼。然而，这显然足以对互动产生重大影响。

“因此，转录因子和基因组片段之间界面的结构必须在确定基因活性中发挥关键作用。此外，相邻的DNA片段会影响结合转录因子的活性。这些机制最终确保肝细胞产生正确的物质合适的数量，“Meijsing说。

医疗应用

研究结果也可能有医学应用。与疾病相关的许多DNA变体属于显然控制转录因子活性的序列。“科学家此前曾假设这些片段通过抑制转录因子的结合发挥作用，从而阻碍相邻基因的活动，”Meijsing说。“我们的研究结果现已表明，其中一些片段可能不会直接影响接触，但会降低相关转录因子的活化状态。”

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