新研究揭示關(guān)鍵蛋白的生物學(xué)機(jī)制

最近，來自格拉德斯通研究所的科學(xué)家對一個最基本的生物學(xué)過程——基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生了重要發(fā)現(xiàn)。

2013年，Gladstone的高級研究員Melanie Ott博士發(fā)現(xiàn)，在哺乳動物等復(fù)雜生物體的基因轉(zhuǎn)錄過程中，聚合酶的調(diào)控尾部也會發(fā)生另一種稱為乙酰化的修飾。然而，到目前為止，沒有人知道乙酰化是做什么的。

“有很多證據(jù)表明磷酸化在許多不同物種的轉(zhuǎn)錄中起著重要作用，”O(jiān)tt說，我們證明乙酰化為高等級物種提供了一種獨(dú)特的途徑來調(diào)節(jié)數(shù)千個基因。之前，我們只知道它的存在。現(xiàn)在，我們知道它是如何起作用的。”

相關(guān)文章發(fā)表在《Molecular Cell》雜志上。

Ott的團(tuán)隊透露，乙酰化和磷酸化標(biāo)簽團(tuán)隊通過不同的轉(zhuǎn)錄步驟指導(dǎo)RNA聚合酶。

要開始轉(zhuǎn)錄基因，必須在特定位點(diǎn)通過磷酸化標(biāo)記聚合酶尾。然而，為了使聚合酶繼續(xù)并完成RNA拷貝，需要除去該標(biāo)記。在新論文中，Ott和她的同事表明，乙酰化的關(guān)鍵作用是在聚合酶中募集一個名為RPRD的蛋白質(zhì)家族，其中含有一種可以消除磷酸化的酶。

“我們的報告**表明乙酰化增強(qiáng)了RPRD蛋白與聚合酶的結(jié)合，”O(jiān)tt實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員Ibraheem Ali博士說，他是新論文的**作者。 “我們認(rèn)為發(fā)生的是RPRD蛋白與乙酰化標(biāo)記結(jié)合，有助于去除**個磷酸化，因此聚合酶可以進(jìn)入下一個轉(zhuǎn)錄階段。”

該團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)另一種蛋白質(zhì)被募集到聚合酶中以去除乙酰化標(biāo)記。該步驟可能是必要的，以使第二次磷酸化發(fā)生在聚合酶尾部的不同位點(diǎn)，這是跳躍開始下一轉(zhuǎn)錄階段所需的。

“我們想象它發(fā)生在三波中，”阿里解釋道。 “**波是**波磷酸化。第二波是乙酰化，第二波的存在迫使**波消退。然后，隨著乙酰化被去除，第二波磷酸化可能發(fā)生，這是第三波。當(dāng)所有這些波浪都過去之后，你就擁有了一個完全轉(zhuǎn)錄的基因。“

通過以這種逐步方法調(diào)節(jié)基因，細(xì)胞可以通過在不同階段創(chuàng)建檢查來快速有效地協(xié)調(diào)基因表達(dá)。這種額外的調(diào)節(jié)水平特別適用于頻繁改變其功能并對外部刺激（如免疫細(xì)胞）或生物體發(fā)育過程中產(chǎn)生反應(yīng)的細(xì)胞。