科学家们发现基因受到“纳米足球”的控制

约克大学的研究表明，基因是由“纳米足球”控制的 - 结构看起来像足球，但比普通球小1000万倍。通过在转录因子上放置微小的发光探针- 细胞内的特殊化学物质控制基因是否“开启”或“关闭” - 研究人员获得了对基因控制方式的非凡新见解。

至关重要的是，他们发现转录因子不像以前认为的那样作为单个分子运行，而是作为一个球状足球状簇，大约有7到10个直径大约30纳米的分子。

这些纳米足球的发现不仅有助于研究人员更多地了解基因运作的基本方式，还可以提供与一系列不同遗传疾病(包括癌症)相关的人类健康问题的重要见解。

该研究由生物技术和生物科学研究委员会(BBSRC)支持并在eLife上发表，由约克大学，哥德堡大学和瑞典查尔姆斯理工大学的科学家进行。研究人员使用先进的超分辨率显微镜实时观察纳米足球，使用与烘焙和酿造啤酒相同的酵母细胞。

负责这项工作的约克大学生物物理系主任马克·利克教授说：“我们能够一次看到一个分子内部活细胞，这简直令人叹为观止。

“我们不知道我们会发现转录因子是以这种聚集的方式运作的。教科书都提出单个分子被用来打开和关闭基因，而不是我们观察到的这些疯狂的纳米橄榄球。”

该团队认为聚类过程是由于细胞的巧妙策略，允许转录因子尽快到达其靶基因。

Leake教授说：“我们发现这些纳米橄榄球的大小与DNA在细胞内被碾碎时的间隙非常接近。由于细胞核内的DNA被挤压，你之间的间隙很小。单独的DNA链，就像渔网中的网状物一样。这种网状物的大小非常接近我们看到的纳米足球的大小。

“这意味着纳米橄榄球可以沿着DNA片段滚动，但随后跳到另一个附近区域。这使得纳米足球能够比没有纳米跳跃更快地找到它控制的特定基因。换句话说，细胞可以响应尽快发出来自外界的信号，这是生存斗争的巨大优势。“

基因由DNA制成，即所谓的生命分子。自20世纪50年代开创性的生物物理学研究人员发现DNA具有双螺旋形状以来，人们已经了解了很多关于转录因子的信息，这些转录因子可以控制基因是打开还是关闭。如果基因被打开，细胞中的专门分子机器将读取其遗传密码并将其转化为单个蛋白质分子。然后可以制造成千上万种不同类型的蛋白质分子，当它们相互作用时，可以驱动建立在活细胞内发现的所有显着结构。

控制哪些基因在任何特定时间点开启或关闭的过程是所有生命的基础。如果出现问题，可能会导致严重的健康问题。特别是，基因的功能失调转换可导致细胞不受控制地生长和分裂，最终可导致癌症。

这项新研究可能有助于深入了解与一系列不同遗传疾病相关的人类健康问题。接下来的阶段是将这项研究扩展到比酵母更复杂的细胞类型 - 最终进入人体细胞。

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。