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著名物理学家Richard Feynman有一句名言:“我不能创造的东西,我就不了解。”这句话不仅为Feynman的理论物理学方法提供了参考,也很好地描述了合成生物学家的动机,因为后者有兴趣从头开始构建基因组。通过设计和构建合成基因组,他们希望能更好地理解生命的密码。合成生物学一直是围绕着将DNA序列作为具有可复制功能的“部件(parts)”这一概念来组装的。如今,在一项新的研究中,通过成功的合作和对前沿工具的使用,欧洲分子生物学实验室(EMBL)的Lars M. Steinmetz团队对基因表达的变化有了重要的认识,这种变化是由这些DNA部件在基因组中的位置或背景造成的。相关研究结果发表在2022年3月4日的Science期刊上,论文标题为“Transcriptional neighborhoods regulate transcript isoform lengths and expression levels”。(doi:10.1126/science.abg0162)
通过低温电镜观察到两个转录因子(黄色和红色)与包裹在核小体中的DNA结合。图片来自Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research。
论文共同第一作者、Steinmetz团队博士后研究员Amanda Hughes在解释激励这项研究的基本问题时说道,“在合成生物学中,你倾向于将事物分解成模块化的、‘即插即用’的部件。这些部件是启动子、编码区和终止子。我们想测试这些部件是否真地是‘即插即用’,在任何情况下都以同样的方式运作,或者它们的位置是否会影响其功能。我们想更好地了解基因的线性分布如何影响其功能,并确定可用于构建基因组的一般设计原则。”
这篇论文显示背景---特别是转录背景(transcriptional context)---改变了基因的RNA输出。通过使用长读直接RNA测序,他们能够观察到从合成酵母 基因组中发生随机重排的DNA序列表达的全长RNA分子的起点、终点和数量的变化。基因的重新定位会影响其RNA输出的长度和丰度;然而,这些变化并不总是由新的相邻DNA序列来解释。似乎是发生在基因周围的转录,而不是它的序列本身,改变了它编码的RNA输出。
[来源:生物谷]
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