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解耦转录因子的表达和活性使二聚体开关基因调控成为可能

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

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代谢控制电路设计

酵母中的转录控制机制允许细胞对营养浓度的变化做出反应,其工作原理非常像家用的调光开关。即该系统分别控制基因表达的“开启”或“关闭”以及基因表达的程度。当酵母需要从代谢葡萄糖转化为代谢半乳糖时,半乳糖反应途径被激活。Ricci-Tamet al。研究发现,酵母不是使用两个独立的元件来进行开关和调光控制,而是使用单一的转录因子Gal4p,分别调节其丰度(通过转录调控)和催化活性(通过与蛋白质结合伙伴的相互作用)。这种调节可能是常见的,可以允许在生理和进化的时间尺度上对环境作出反应。

科学,这个问题。292

摘要

基因调控网络通过尚不清楚的机制实现了输入到输出的复杂映射。我们发现在半乳糖反应通路中酿酒酵母,激活编码通路成分的基因转录的决定独立于表达水平,导致类似于机械调光开关的行为。这不是染色质调控或半乳糖反应启动子组合控制的直接结果;相反,这种行为是通过对单个转录因子的表达和活性进行分级调控而实现的。分级调节是普遍存在的,因此调光开关调节可能是许多生物系统的一个关键特征。调光开关基因调控可以使细胞在生理和进化的时间尺度上对多输入环境做出微调。

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