Nature：基因调控新机制
2014-09-09 1 来源：生物360 作者：koo6 X* g2 p& p) P$ S1 v
我们基因中编*****的遗传信息被翻译成为蛋白，并最终表现为机体内的各种生物学功能。信使RNA（mRNA）在这一过程中起到了重要的作用，它是翻译过程所用的分子模板。' w+ N3 ~1 [: j) Q
德国亥姆霍兹慕尼黑中心(Helmholtz Zentrum München)、慕尼黑工业大学（TUM）、巴塞罗那基因组研究中心等机构的科学家们，通过三维结构分析揭示了调控蛋白识别mRNA的分子机制，相关论文发表在九月七日的Nature杂志上。这项研究将有助于人们理解雄性和雌性生物之间的差异性基因调控。
人类、小鼠和果蝇的基因数量都在两万左右，但它们之前存在着巨大的表型差异。可见基因调控对生命进化起来了关键性的影响。DNA通过转录生成mRNA，随后mRNA作为模板指导蛋白质的合成。在这一过程中，一些蛋白因子能通过结合mRNA，调节蛋白质的合成。然而，人们一直不清楚这些调控蛋白是如何识别RNA的？
研究人员通过核磁共振和晶体学分析，在果蝇模型中研究了调控蛋白Sxl（Sex-lethal）、Unr（Upstream-of-N-Ras）和mRNA之间形成的复合体，这一复合体是剂量补偿机制的关键。
雌性果蝇（XX）拥有两个X染色体，而雄性果蝇（XY）只有一个X染色体。因此，X染色体上的基因需要通过剂量补偿机制，在两性之间达到表达水平的平衡，这也是果蝇生存的基础。
研究人员获得的三维结构向人们展示，不同蛋白通过相互协作实现了高度特异性的mRNA识别。“mRNA水平上的调控就是这样影响基础细胞过程的，我们这项研究是一个范例，”文章的资深作者Michael Sattler说。
尽管单个调控蛋白与RNA结合的亲和力并不高，但它们能通过彼此协作，特异性地识别RNA。在此基础上，只需要少数调控性RNA结合蛋白，就可以对大量生物学过程产生重要影响。
研究指出，上述原则在高等生物中应该非常基本和普遍。这一过程中的突变和调节异常与多种疾病有关。! S" k# F7 ^3 j* M9 D0 I+ f
原文检索：3 e* n" P; j+ a' ?5 q/ y
Janosch Hennig, Cristina Militti, Grzegorz M. Popowicz, Iren Wang, Miriam Sonntag, Arie Geerlof, Frank Gabel, Fátima Gebauer& Michael Sattler. Structural basis for the assembly of the Sxl–Unr translation regulatory complex. Nature, 07 September 2014; doi:10.1038/nature13693
