是激活還是沉默？基因表達的新路徑

DNA所編碼的基因是所有生物包括從(cong) 酵母到人類生存和繁衍所必需的基礎，可是基因隻占我們(men) DNA的2%。實際上，基因組超過2/3的都是“自私自利”的，隻顧自己複製，被稱作“寄生基因”。它們(men) 廣布在植物、真菌和動物的基因組中，它們(men) 可以從(cong) 基因組中的一個(ge) 位置跳換到另一個(ge) 位置，雖然它們(men) 對於(yu) 基因組的多樣性變化很重要，但是它們(men) 也可能會(hui) 引起致命突變或者是不育。就像細菌進化出CRISPR/Cas9係統來鑒定和清除病毒的DNA，避免病毒的DNA汙染它們(men) 的基因一樣，真核生物也進化出各種各樣保護基因組和沉默這些“寄生基因”的策略。一些調節性的小RNA承擔了許多這樣的基因組保護的職責，根據這個(ge) 機製我們(men) 也發展出了很多生物技術。

piRNA路徑是維持動物基因組完整性的一條重要路徑，這套係統會(hui) 在生殖細胞中激活，並利用piRNA和Argonaut蛋白沉默“寄生基因”的轉錄。IMBA的Brennecke實驗室一直在使用新一代測序技術在果蠅中研究以RNA為(wei) 基礎的自我監控機製，piRNA與(yu) 沉默基因高度相似，所依存在“先有蛋還是先有雞？”的困境：piRNA是怎麽(me) 從(cong) 它們(men) 所需要沉默的基因來的？在zui近Brennecke實驗室在《Nature》上發表的論文，他們(men) 不僅(jin) 解決(jue) 了這個(ge) 難題，而且還闡述了一條全新的基因表達機製。

這條發現的途徑中的核心蛋白叫做“Moonshiner”，這個(ge) 蛋白與(yu) 基本的轉錄因子相關(guan) ，可以和Rhino蛋白相互作用，Rhino與(yu) “寄生基因”旳異染色質結合，Rhino招募Moonshiner到異染色質區，Moonshiner接著啟動RNA聚合酶Ⅱ啟動前複合物，催化轉錄的開始。因此，在需要沉默的區域，基因表達激活是通過包被在組蛋白的不同密碼子實現的，而不是根據DNA序列。這項研究顯示piRNA的轉錄與(yu) 傳(chuan) 統的基因基因激活不一樣，“這條路徑，是在piRNA產(chan) 生也就是piRNA簇中激活的，讓基因調控分為(wei) 兩(liang) 種，一個(ge) 是基因激活，另一是基因沉默。”這篇文章的一作Peter Andersen說。Moonshiner路徑揭示了細胞是怎樣利用異染色質進行轉錄的，“細胞進化出繞過傳(chuan) 統的策略，目前這項研究不僅(jin) 對了解有用基因和‘寄生基因’之間的軍(jun) 備賽有用，還讓我們(men) 了解基因表達的方式。”這篇文章的通訊作者Julius Brennecke說。