人類(lèi)基因組中有大約20,000個(gè)基因，但并非所有基因都在各種細胞類(lèi)型中始終表達。在任何一種情況下，一個(gè)細胞都只會(huì )將大約一半的基因表達為蛋白質(zhì)。而在這些激活的基因中，有75%的基因會(huì )受到"RNA聚合酶暫停"過(guò)程的調節。當RNA聚合酶位于基因起始位置準備進(jìn)行轉錄，就會(huì )發(fā)生這一重要的基因調控方式。這一過(guò)程就好像運動(dòng)員在賽道起點(diǎn)等待起跑信號，轉錄機器隨時(shí)準備發(fā)動(dòng)，但仍然要等待正式的信號。
來(lái)自美國洛克菲勒大學(xué)的研究人員在國際學(xué)術(shù)期刊Science上發(fā)表了一項最新研究進(jìn)展，他們發(fā)現了一個(gè)可以幫助"熄火"的RNA聚合酶重新啟動(dòng)的關(guān)鍵調控因子，這一發(fā)現將幫助進(jìn)一步解釋一些新型癌癥治療方法如何作用于細胞，并為未來(lái)藥物開(kāi)發(fā)提供重要信息。
人類(lèi)機體由超過(guò)200種不同細胞類(lèi)型組成，通過(guò)基因表達的特異性不同可以對不同細胞類(lèi)型進(jìn)行區分。皮膚細胞表達的基因就與神經(jīng)元細胞存在很大不同，健康細胞激活的基因也與白血病細胞存在很大不同。
基因調控既然如此重要，細胞就需要使用錯綜復雜的多步過(guò)程來(lái)控制遺傳信息由DNA向蛋白質(zhì)的傳遞過(guò)程。RNA聚合酶II就是位于這一過(guò)程最早期階段的一種分子機器，它能夠沿基因運行將DNA信息轉錄到RNA中，隨后再翻譯為蛋白質(zhì)。
大約10年之前，人們發(fā)現RNA聚合酶II會(huì )在基因起始位置出現暫停。
抗癌藥物開(kāi)發(fā)提供新思路" width="400" height="300" src="http://img.jianke.com/article/201512/20151220163542919.gif" />
在這項最新研究中，該研究團隊試圖發(fā)現能夠釋放處于暫停狀態(tài)的聚合酶的新調控因子。結果他們發(fā)現了一個(gè)由6個(gè)蛋白質(zhì)組成的叫做PAF1C的復合體，并且這一復合體對于促進(jìn)聚合酶的啟動(dòng)發(fā)射具有非常重要的作用。
研究人員表示，過(guò)去人們認為PAF1C會(huì )在轉錄過(guò)程的略靠后期發(fā)揮作用，但是這項研究則發(fā)現這一復合體在轉錄過(guò)程的非常早期發(fā)揮了一項新功能。研究人員在細胞內降低PAF1C的水平，結果發(fā)現RNA聚合酶II不能夠正常釋放運行，會(huì )在基因起始位置保持暫停狀態(tài)。
事實(shí)證明暫停時(shí)間延長(cháng)對基因表達具有非常顯著(zhù)的影響。文章共同第一作者M(jìn)ingYu這樣說(shuō)道："我們發(fā)現降低PAF1C水平會(huì )導致超過(guò)5000個(gè)基因出現暫停狀態(tài)，而這一情況則會(huì )進(jìn)一步導致許多基因的表達水平發(fā)生顯著(zhù)改變。"
這項工作對于深入理解基因如何受到調控具有重要啟示，目前臨床應用的一些非常具有前景的癌癥治療方法，特別是用于特定類(lèi)型白血病治療的方法，都是通過(guò)抑制聚合酶暫停過(guò)程的關(guān)鍵調控因子來(lái)發(fā)揮作用。因此這項研究對于這些抑制劑藥物如何發(fā)揮作用提供了新見(jiàn)解，同時(shí)也為開(kāi)發(fā)新的癌癥治療藥物提供了重要的科學(xué)基礎。
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