一个偷窃的转录因子是如何支配基因组的

根据加州理工学院领导的一项新研究，一种强大的dna结合蛋白，即转录因子pu1，窃取其他转录因子并招募它们用于自己的目的，有效地控制了免疫细胞发育过程中的基因调控。这项研究是在Albert Billings Ruddock生物学教授Ellen Rothenberg的实验室进行的。一篇描述这项工作的论文发表在6月19日的杂志上免疫力。

在干细胞生命的某个时刻，它必须进行不可逆转的转变，才能发育成特定的细胞类型。当这种情况发生时，细胞核开始活跃起来:被称为转录因子的蛋白质在细胞的特定位置(被称为结合位点)附着在DNA上，调节各种不同的表达基因。愚蠢的行为基因调控是我们在人体中看到的细胞多样性的关键——神经元，肌肉细胞，免疫细胞。然而，转录因子是如何决定它们是否会开启或关闭基因的，我们仍然知之甚少。

现在，一种被称为pu1的特殊转录因子被发现可以将转录因子从其它工作中偷走，不仅迫使它们与pu1一起工作，而且还可以有效地关闭这些因子先前作用的基因。

“我们的发现帮助我们理解干细胞是如何决定分化的，”资深博士后学者、该研究的共同第一作者Hiroyuki Hosakawa说。“虽然我们专门研究了T细胞，但我们预计这些转录因子的行为大体上与任何一种细胞类似，比如肌肉或运动神经元。pu1可能是影响基因表达的主转录因子。

基因就像蓝图，编码蛋白质，构建细胞并赋予其功能。解码基因过程的第一步被称为转录，在转录过程中，特定的基因被读取并复制成RNA形式，用于蛋白质合成。如果一个细胞需要大量特定的蛋白质，其相应的基因就会上调。如果一个细胞不再需要一种蛋白质，相应的基因就会被下调或关闭。

转录因子，顾名思义，通过附着在DNA的结合位点来调控转录。有数百种不同的转录因子，每一种因子都能控制多个基因，每一种因子识别不同的DNA序列，称为结合位点。这些位点是因子可以与其他因子结合在一起并修饰基因表达的位置。根据理论，转录因子只对邻近因子结合位点的基因起作用。然而，有时一种因子在物理上可以结合的基因并不是响应该因子而改变其表达的相同基因。根据这项新研究，这是因为转录因子相互竞争的方式。

一种特殊的转录因子，pu1，只出现在发育的早期阶段干细胞在T细胞。它具有强大的影响:当pu1从细胞中消失时，细胞中整个基因表达模式发生变化，这是T细胞发育的一个重要里程碑。因此，pu1是一个多功能调节器，既可以启动基因转录或抑制它。然而奇怪的是，在pu1实际结合的位置，似乎只是打开基因;它是如何阻止其他基因进入的一直是个谜。Rothenberg和她的团队旨在确定这是如何发生的。

研究人员发现pu1可以窃取其他转录因子。当pu1不存在时，其他转录因子继续发挥作用，与它们在基因组上各自的位点结合。当pu1出现时，其他几种转录因子也被吸引到pu1中，而忽略了它们对其他基因的作用。结果，这些基因关闭，而调节pu1的基因则增强。因此，在早期发育阶段，当pu1出现时，它能够降低其甚至没有物理结合的基因的表达。

“我们发现转录因子实际上可以控制基因表达，而不直接与基因结合，”共同第一作者、前博士后学者乔纳斯Ungerbäck说，他现在瑞典隆德大学工作。

Rothenberg说:“它解释了许多关于生物发展状态微调的奥秘。”“生物系统是非常敏感的，所以只要有竞争就像转录因子对于绑定，可以产生连锁反应。pu1实际上会影响另一个因子的活性，而这个因子的正常功能被移除，这表明这个因子以一种意想不到的方式非常强大。”

论文题目为“转录因子pu1抑制和激活”基因表达在早期T细胞通过重定向合作伙伴转录因素约束力。”

---

---