新研究揭示關鍵蛋白的生物學機制

最近，來自格拉德斯通研究所的科學家對一個最基本的生物學過程——基因轉錄產生了重要發現。

2013年，Gladstone的高級研究員Melanie Ott博士發現，在哺乳動物等復雜生物體的基因轉錄過程中，聚合酶的調控尾部也會發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。

“有很多證據表明磷酸化在許多不同物種的轉錄中起著重要作用，”Ott說，我們證明乙酰化為高等級物種提供了一種獨特的途徑來調節數千個基因。之前，我們只知道它的存在。現在，我們知道它是如何起作用的。”

相關文章發表在《Molecular Cell》雜志上。

Ott的團隊透露，乙酰化和磷酸化標簽團隊通過不同的轉錄步驟指導RNA聚合酶。

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

“我們的報告**表明乙酰化增強了RPRD蛋白與聚合酶的結合，”Ott實驗室的博士后研究員Ibraheem Ali博士說，他是新論文的**作者。 “我們認為發生的是RPRD蛋白與乙酰化標記結合，有助于去除**個磷酸化，因此聚合酶可以進入下一個轉錄階段。”

該團隊還發現另一種蛋白質被募集到聚合酶中以去除乙酰化標記。該步驟可能是必要的，以使第二次磷酸化發生在聚合酶尾部的不同位點，這是跳躍開始下一轉錄階段所需的。

“我們想象它發生在三波中，”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生，這是第三波。當所有這些波浪都過去之后，你就擁有了一個完全轉錄的基因。“

通過以這種逐步方法調節基因，細胞可以通過在不同階段創建檢查來快速有效地協調基因表達。這種額外的調節水平特別適用于頻繁改變其功能并對外部刺激（如免疫細胞）或生物體發育過程中產生反應的細胞。