Cell新論文：基因調控關鍵機制
摘要：德克薩斯大學西南醫學中心的研究人員發現了一種細胞用來打開和關閉基因的方法，其中涉及到部分蛋白質，這些蛋白的功能長期以來一直是一個謎。
德克薩斯大學西南醫學中心的研究人員發現了一種細胞用來打開和關閉基因的方法，其中涉及到部分蛋白質，這些蛋白的功能長期以來一直是一個謎。最近，發表在《細胞》雜志上的新發現可能會帶來控制基因調控的新方法，并有一天可能有助于開發一系列疾病的新治療方法。
圖1 研究人員發現了一種細胞用來打開和關閉基因的方法（圖源：[1]）
德克薩斯大學西南分校分子生物學和婦產科的助理教授Benjamin Sabari博士說，“我們認為這可能只是冰山一角。這些蛋白質無序區域之間的相互作用在很大程度上被忽視了，因為不清楚它們是如何工作的?，F在，它們正在打開一個我們以前不知道的，監管相互作用的新世界”。
Sabari博士與研究生Heankel Lyons、博士后Reshma T. Veettil博士和Prashant Pradhan博士共同領導了這項研究，他們都是Sabari實驗室的成員。這項研究是該實驗室首次獨立發表的研究。
Sabari博士解釋說，在過去十年里，UTSW和其他實驗室所做的開創性工作表明，特定的蛋白質在細胞內以一種被稱為生物分子凝聚體（biomolecular condensates，生物通注）的實體分隔開來。這些蛋白質的內在無序區域(IDRs) ，也就是沒有明確三位結構的部分，被證明參與了這些冷凝物的形成。然而，這些IDRs介導的相互作用如何分隔特定的蛋白質組以及這種組織是否具有功能性尚不清楚。
為了回答這些問題，Sabari博士和他的同事們集中研究了MED1，這種蛋白質是參與轉錄的復合物的一部分，轉錄是基因產生蛋白質過程中的關鍵步驟。MED1具有較大的IDR，已知它是一些生物分子凝析物的組成部分。它還與雌激素受體陽性乳腺癌有關。
為了確定哪些其他蛋白質以凝析物的形式加入MED1，哪些被排除在外，研究人員打開人類細胞，并通過在MED1的IDR中添加這種提取的物質來重建凝析物。然后，他們分離出MED1凝聚體，并使用分析技術確定凝聚體中存在的蛋白質和殘留的蛋白質。
圖2 RNA聚合酶II正調控因子的選擇性分配（圖源：[1]）
他們的結果表明，這些MED1凝聚體中的蛋白質富集了轉錄的正調控因子，而負調控因子則被排除在外。
進一步的研究表明，MED1凝聚體中存在的蛋白含有IDRs，其共同的序列特征是具有交替的正負電荷塊。當研究人員從一些包含的蛋白質中去除IDRs時，它們不再能加入冷凝物。相反，當研究人員將IDRs添加到排除的蛋白質中時，它們成為冷凝物的一部分。
Sabari博士說，凝析液中包含哪些蛋白質會對其功能產生影響。當負調控因子加入MED1凝聚體或正調控因子失去通路時，細胞就不能再執行特定細胞任務所必需的轉錄。
了解凝聚體中不同IDR之間的相互作用在這些疾病中是如何失調的，并找到改變它們相互作用的方法，有一天可能會為這些疾病帶來新的治療方法。
Sabari博士說:“在UTSW，有一些設施和專家同事可以開始篩選小分子或肽，這些小分子或肽可以破壞發生在凝集物內的這些IDR介導的相互作用，我們計劃利用這一優勢。
參考資料：
[1] Functional partitioning of transcriptional regulators by patterned charge blocks.
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