Nature：挑戰傳統認知！科學家們發現能控制基因活性的新型遺傳代碼

　　轉錄活性的模式是通過諸如啟動子或增強子等調控元件編碼在我們的基因組中的，然而矛盾的是，其包含了類似序列特異性轉錄因子（TF）結合位點的分類，理解這些序列基序如何編碼多個（通常是重疊的）基因表達程序對于理解基因調節以及非編碼DNA突變如何在疾病中的表現是至關重要的。

　　近日，一篇發表在國際雜志Nature上題為“Position-dependent function of human sequence-specific transcription factors”的研究報告中，來自華盛頓州立大學等機構的科學家們通過研究表示，一種在DNA中新發現的特殊代碼（被稱為“空間語法”，spatial grammar）或許是理解基因活性是如何人類基因組中被編碼的關鍵。

　　這一研究性突破揭示了長期以來被認為隱藏在DNA中的“空間語法”，或有望重塑科學家們對基因調節機制的理解以及闡明在機體發育或疾病發生過程中基因突變影響基因表達背后的分子機制。轉錄因子是控制基因組中基因開啟或關閉的特殊蛋白，其在這些代碼功能發揮中扮演著至關重要的角色，長期以來，科學家們認為轉錄因子是基因活性的激活子或抑制子，但本文研究結果表明，轉錄因子的功能或許要復雜得多。

　　挑戰傳統認知！科學家們發現能控制基因活性的新型遺傳代碼！

　　圖片來源：Nature (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07662-z

　　研究者Sascha Duttke教授說道，與我們在教科書上看到的相反，扮演真正激活子或抑制子的轉錄因子實際上非常罕見，相反，我們發現，大多數的激活子也能作為抑制子發揮功能。如果你移除了一個激活子，你的假設是你失去了激活的功能，但只有50%至60%的案例是這種情況，所以我們意識到有些事情或許是不對勁的。通過仔細觀察后，研究人員發現很多轉錄因子的功能或許高度依賴于其所處的位置。

　　研究者發現，轉錄因子之間的間隔和其相對于基因轉錄開始的位置或許決定了基因活性的水平，比如，當轉錄因子處于基因轉錄起始位點的上游或前方時，其就會激活基因的表達，而當其位于基因轉錄起始位點的下游或之后時，或許就會抑制基因的表達。Duttke博士說道，這是間隔或“環境”，其決定了一個既定的轉錄因子到底能扮演激活子還是抑制子的角色；與學習一門新語言類似，學習基因組中基因表達的模式是如何被編碼的，研究人員還需要理解其單次和語法。

　　通過整合這種新發現的“空間語法”，研究人員就能更深入地理解突變或遺傳變異是如何影響基因表達并促進疾病進展的。最后研究者表示，本文研究結果的潛在應用是非常巨大的，至少其能改變科學家們研究基因表達的方式。