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去耦转录因子表达和活性使调光器开关基因调节能够

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科学2021年4月16日:
卷。372,第6539号,第292-295页
DOI:10.1126 / science.aba7582

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用于控制新陈代谢的电路设计

酵母中的转录控制机制,允许细胞响应营养浓度的变化工作非常类似于家用光调光开关。也就是说,系统分别控制基因表达是“开启”或“关”和基因表达的程度。当酵母需要从代谢葡萄糖切换到代谢半乳糖时,激活半乳糖响应途径。Ricci-Tam.等等。发现,而不是使用两个单独的开关和调光控制的单独元素,酵母使用单一转录因子,GAL4P,单独调节其丰度(通过转录调节)及其催化活性(通过与蛋白质结合伴侣的相互作用)。这种调节可能是常见的并且可以允许对生理和进化时间尺度的环境反应。

科学,这个问题p。292.

抽象的

基因 - 监管网络实现了通过理解不良的机制输出的复杂映射。我们发现在半乳糖响应途径中酿酒酵母酿酒酵母,激活编码通路组分的基因转录的决定是独立于表达水平控制的,导致类似于机械调光器开关的行为。这不是染色质调控或半乳糖响应促进剂的组合控制的直接结果;相反,通过分层调节单个转录因子的表达和活性的分层调节来实现这种行为。等级调节是普遍存在的,因此调光器开关调节可能是许多生物系统的关键特征。调光器切换基因调节可能允许细胞在生理和进化时间尺度上微小地对多输入环境进行响应。

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