2019-09-10 22:24:01
介体蛋白复合物在转录和基因表达中的作用

您是否知道人体任何细胞中的DNA或任何有机体的DNA都包含在该生物体内开发每种可能类型细胞所需的遗传信息?然而,细胞类型在结构和功能上彼此显着不同。这通过产生在细胞遗传信息中编码的不同蛋白质而显现出来。

DNA中的信息如何在不同的细胞中表达为不同的蛋白质,例如人类肝脏,大脑,心脏中的那些,或者在癌症肿瘤中可能更迫切要求?

这种基本问题是分子生物学家的焦点,特别是那些具有进化倾向的人,他们试图了解生命如何进化以及基因表达和细胞发育如何发生。

Ryerson大学化学与生物学系副教授Jeffrey Fillingham博士和约克大学生物系名誉大学教授Ronald Pearlman博士就是那些提出这些基本问题的分子生物学家。在他们感兴趣的领域中,两位研究人员研究转录和基因表达。

“转录是将DNA中包含的信息转化为RNA的过程,其中携带指导参与制造特定细胞的蛋白质合成的信息,”Pearlman说。 “问题是,'如何,何时,为何以及在何处激活基因,以便将它们转录成细胞特异性蛋白质?'”

最近,位于MaRS Discovery区的Fillingham Ryerson研究实验室的一个团队探讨了这个问题,与约克大学Pearlman小组的研究人员合作,并得到了多伦多大学Jack Greenblatt博士研究小组的其他人的支持,以及来自多伦多大学的研究小组的贡献。多伦多大学的SciNet HPC联盟以及拉瓦尔大学。

该团队使用两种实验技术研究了参与转录的蛋白质复合物:亲和纯化和质谱。为此,他们研究了单细胞真核生物(包含细胞器,如由细胞膜界定的细胞核)模型生物体Tetrahymena的转录,这是一种理想的研究系统,因为它易于分子,生物化学处理和操作和基因,并迅速增长。与其他非哺乳动物模型研究生物相比,它的基因组与人类具有更多的进化相似性。

该研究的目的是更好地了解称为Mediator的蛋白质复合物的功能,该复合物通过转录在基因表达中发挥核心作用,特别关注称为Med31的蛋白质,Mediator是Mediator复合物的一个亚基。

Med31对分子生物学家来说很有意思,因为它通过千年的进化变化得到了保护,这意味着在生物体中发现的高度相似的蛋白质版本与四膜虫和人类不同。 (Tetrahymena Med31与人Med31具有约42%的序列同一性。)先前的研究已经证明Med31具有古老的根,存在于当今几乎所有生物中,并且在哺乳动物的细胞发育调节中起重要作用。

Med31和Mediator的这些方面引出了一些有趣的问题。

“Med31在进化过程中如此保守,这一事实表明它在转录中发挥了一些关键的基础作用,”Fillingham说。 “它在做什么?它的作用是什么?这些问题是没有人真正得到的答案。”

该团队的研究通过建议Mediator可能在生物体的发育调控中发挥作用的方式,阐明了介体和Med31在Tetrahymena中的功能。这项研究结果发表在一篇名为“嗜热四膜虫中发散中介复合体的Med31保守成分参与发育调控”的文章中,这篇文章在备受推崇的期刊“当代生物学”杂志中发表,该杂志是着名的Cell Press期刊中的几本。

当前生物学出版该文章的决定值得注意,因为它侧重于广泛普遍感兴趣的研究出版,这意味着期刊编辑和审稿人认为Fillingham领导的团队的研究结果对广泛的生物学界具有重要意义和价值。同样有趣的是,在同一期刊上发表的另一篇论文使用相同的Tetrahymena模型系统,通过提出不同的研究问题,得出了与本研究相似的结论,从而放大了团队研究结果的准确性。

“在转录和基因表达领域,我们的研究结果非常有趣,”Fillingham说。 “人们将有兴趣知道Tetrahymena Mediator在基因调控中是如何发挥作用的,以及它更普遍地告诉我们基因表达的转录和调控。”

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