科罗拉多大学癌症中心研究员Srinivas Ramachandran博士合着的一项新研究显示了称为增强子的DNA片段如何在细胞中发挥作用。
上个月发表在《分子细胞》上的论文重点介绍了Ramachandran和CU医学院生物化学与分子遗传学系的Satyanarayan Rao以及Fred Hutchinson癌症研究中心的Kami Ahmad。
增强子是驱动细胞类型特异性基因表达，发育转变以及细胞对外部刺激的反应的DNA序列。它们通常具有多个转录因子结合位点，这些转录因子是通过结合附近的DNA来帮助“打开”或“关闭”特定基因的蛋白质。Ramachandran希望找出这些多个结合位点在驱动增强子功能中的作用，以及转录因子是否随机或以协同方式结合在多个增强子位点上(生物学上称为“协同性”)。
“将增强器中的两个绑定位置看作是一家咖啡店的一张桌子上的两把椅子。这些椅子可能被陌生人占用。它们随机地到达和离开桌子，任何时候只要它们重叠都是纯属偶然。如果有两个朋友出现在咖啡店，相较于随机的陌生人，他们将在餐桌旁度过更多的时间。”
“从生物学上讲，转录因子同时占据增强子的含义非常大。我们最初的假设是，转录因子更像是陌生人，而不是咖啡馆里的朋友。我们想开发一种方法来首先测量是否存在合作性，如果有发现的话，请询问该单元如何使这些因素协同工作。”
研究人员观察了果蝇细胞中的结合过程，开发了两种方法来观察多个转录细胞是在增强子中的两个相邻结合位点处结合在一起还是分别结合在一起。
“那么我们实际上可以说，他们在一起度过的期望是什么?”拉马尚德说。“如果我们知道一个被约束为50%的时间，另一个被约束为50%的时间，那么我对无合作性的期望是，通过将这些概率相乘，这两个概率在25%的情况下是偶然的但是，如果其中两个在40%的时间在一起，则意味着存在一定的合作性。因此，增强子具有使转录因子同时结合的条件。”
研究人员发现，他们观察到的增强子中多达60%具有至少一个协调的结合事件，这意味着转录因子可以一起打开和关闭，并且可以一起打开和关闭基因。他说，如果科学家们能够更好地理解为什么会发生这种过程，那么他们也许能够更好地理解增强剂如何被诸如癌症之类的疾病所吸收。