Nature子刊：基因调控的新解说

信息转为RNA分子。C末端结构域（简写为CTD）是这些聚合酶分子的重要结构域。它负责向聚合酶传达这些遗传密码应该如何被复制和处理的信息。为此，P-TEFb酶会以磷酸残基的形式将分子信息附着到CTD的某些位点上。

来自马克斯•普朗克分子生理学研究所的科学家们基于完成这一过程的P-TEFb描述了这一模式。这些研究结果不仅提供了关于健康生物体基因调控的更好的理解，对于医疗利益也具有重要的意义：例如HIV常利用这种酶为自身的目的加速新病毒蛋白的生成。

尽管相比于果蝇人类基因的构成更为复杂，然而在基因数目上却差不多，大约为2.5万个。遗传信息不仅通过DNA碱基序列来传递，而且通过表观遗传学以小分子附着物的形式传递。例如，“分子post-its”以磷酸附着物的形式告诉细胞翻译机器哪部分的DNA应该被读取。特异的酶在正确的位置加上这样的标记物，发挥至关重要的作用确保细胞正确地解译遗传密码。

Matthias Geyer和他的研究小组追踪了这种酶P-TEFb转录因子的功能。P-TEFb给RNA聚合酶II装配上磷酸信息。这些信息被可逆性地附加到C-末端结构域（CTD），发挥重要的作用确保生成一个拷贝的碱基序列。研究人员根据附着这些磷酸残基的P-TEFb解析了这种模式以及存在的标记物影响该酶活性的机制。

Matthias Geyer解释说：“根据我们的发现，P-TEFb并不能以文献中描述的那样的形式来生成某些磷酸化作用模式。”原因在于似乎一些标记物产生了相互影响：如果某一位点已经被标记，另一个位点就必须是空的——就像一种在线形式一次只可能点击一个框。由于这一发现，研究人员驳斥了公认的教科书准则。“到现在为止，人们都认为在7个氨基酸构成的一个重复单位中，P-TEFb可以磷酸化位点2和位点5的丝氨酸。然而事实上，这种酶根本不能够磷酸化位点2，它只能磷酸化位点5。该酶也不能在所有情况下在位点2和位点5生成磷酸残基组合。”另一个让研究人员感到惊讶的发现如果在位点7的丝氨酸已经预先磷酸化，通过四个中的一个因子该酶可以提高自身的活性。然而，当前研究人员还不清楚为何是这种情况。

CTD是在进化过程中RNA聚合酶Ⅱ的一个古老的组件。在人类中，这一区域由53个包含7个氨基酸的模体串联重复构成。其中大部分的氨基酸都可以装配磷酸附着物，为信息的编码和传播提供了广泛的可能性。研究人员认为这些信息甚至可以这种形式在RNA聚合酶II和组蛋白之间交换。组蛋白是一种包装蛋白起轴的作用，丝样的遗传物质缠绕在组蛋白上，并储存在细胞核中。组蛋白也携带者小的化学附着物，科学家们称其为单独的“组蛋白密码”。在读取过程中，组蛋白定位在CTD附近，这样可以促进信息的流动。

P-TEFb将分子信息导入C末端结构域不仅对于健康生物体的基因调控非常重要，在大量的疾病中也发挥了重要的作用，包括某些类型的癌症、心肌病和HIV。例如HIV病毒利用该酶为自己的目的加速读取遗传密码，诱导细胞开始尽可能快地生成病毒蛋白。因此，研究人员想更可能详细地了解该酶的功能以便他们能够找到更多关于疾病机制的信息。

新研究是到目前为止对于P-TEFb功能最详细的解析。研究人员成功地利用遗传修饰的RNA聚合酶II分子详细分析了磷酸模式。他们随后详细确定了被提供磷酸标记物的CTD的位点以及酶的活性程度。