科学家在DNA中发明了一种名为“空间语法”的新编码,展现了基因运动在人体基因组中怎样被编码的要害。
这一突破性研究由华盛顿州立大学和加利福尼亚大学圣地亚哥分校的研究职员所发明,并揭晓在《自然》杂志上。研究展现了恒久以来假设保存于DNA中的隐藏“空间语法”,这一发明可能会重塑科学家对基因调控的明确,以及基因变异怎样影响基因表达。
转录因子是控制基因组中哪些基因被激活或关闭的卵白质,在这一编码中施展着至关主要的作用。只管恒久以来,人们普遍以为转录因子只是基因运动的激活者或抑制者,但这项研究批注,转录因子的功效远比这一熟悉重大得多。
“与教科书中形貌的差别,真正只作为激活者或抑制者的转录因子现实上很是有数,” 向导了大部分相关研究事情的华盛顿州立大学分子生物科学学院、兽医学院助理教授Sascha Duttke说道。
研究职员发明,大大都激活因子也可以施展抑制作用。
图片信息:Sascha Duttke(左)是华盛顿州立大学兽医学院分子生物科学学院的助理教授,她和Bayley McDonald(右)是分子生物科学的博士生,旁边是一张DNA链的图片。
“若是你移除一个激活因子,通常的假设是你会失去激活效果,”华盛顿州立大学的研究生Bayley McDonald说道,他是研究团队的一员。“但现实上,这种情形只在50%到60%的案例中建设,因此我们意识到其中有些问题。”
深入研究后,研究职员发明,许多转录因子的功效高度依赖其所处的位置。
他们发明,转录因子之间的间距以及它们相关于基因转录起始位置的相对位置,决议了基因运动的水平。例如,当转录因子位于基因转录起始位置的上游时,它们可能会激活基因表达;而当它们位于下游时,则可能抑制基因运动。
“正是这些间距,或者说‘情形’,决议了一个特定的转录因子是作为激活者照旧抑制者,”杜特克说道。“这批注,类似于学习一门新语言,要明确基因表达模式是怎样在sunbet基因组中编码的,我们需要同时掌握其中的‘词汇’和‘语法’。”
通过整合这一新发明的“空间语法”,加利福尼亚大学圣地亚哥分校副教授Christopher Benner预想,科学家们可以更深入地明确基因突变或基因变异怎样影响基因表达。
“这一发明的潜在应用很是普遍,”本纳说道。“至少,它将改变科学家研究基因表达的方法。”
杂志:Nature
DOI:10.1038/s41586-024-07662-z