eLife颠覆性发现：调控蛋白“热身”会误导研究结论

 人们一直认为，多细胞动物体内的基因调控蛋白不是旁观者就是参与者。密歇根州立大学的研究人员最近在eLife杂志上发表文章指出，这种蛋白其实会进行“热身练习”。他们的研究显示，调控蛋白与大量基因组区域进行生化互作，但其中只有少数真正改变了基因的表达。

“这些蛋白看起来似乎是不务正业，浪费着时间和能量，”密歇根州立大学的David Arnosti教授说。“实际上他们是在进行热身，随时准备上场成为真正的基因开关。”

果蝇的转录抑制子主要通过组蛋白修饰来改变染色体结构。研究人员在果蝇胚胎中对保守的远程抑制子Hairy进行研究，分析了Hairy介导的组蛋白修饰和相关基因的表达。

这项研究的发现有助于更好的理解基因表达调控和阐明调控元件的演化，为疾病治疗和人类健康提供重要的新线索。“理解基因表达的控制开关时非常更有意义的，”Arnosti说。

Arnosti实验室的研究生Kurtulus Kok和Li Li通过自己开发的方法，在果蝇胚胎中直接追踪了调控蛋白Hairy的生化影响。他们发现，Hairy在许多基因组位点表现出生化活性，但这些位点大多与基因表达的改变无关。这种热身活动的存在意味着，此前的全基因组分析很可能将热身中的调控元件错当成真正的调控元件，误导研究者们做出错误的判断。

不过热身活动也可以起到长期作用，“这种机制为生物提供了进化的机会，‘热身’元件可以快速变为真正的调控元件。在进化的选择压力之下，遗传学网络很容易就能做出改变，”Arnosti说。“这一发现颠覆了我们对活性基因开关和假基因开关的认识，现有的评估方法过于简单。”

果蝇是一种非常方便的研究模型，它们的基因组相当有代表性，而且成本低、易于操控、生命周期短。“果蝇与人类共享许多古老的分子回路，”Arnosti说。