Nature：长期以来被认为隐藏在DNA中的“空间语法”

一种新发现的DNA编码——被称为“空间语法”，是理解基因活动如何在人类基因组中编码的关键。

这一突破性发现由华盛顿州立大学和加州大学圣地亚哥分校的研究人员确定，并发表在《自然》杂志上，揭示了长期以来被认为隐藏在DNA中的空间语法。这项研究可能会重塑科学家对基因调控的理解，以及基因变异如何影响发育或疾病中的基因表达。

转录因子，即控制基因组中哪些基因开启或关闭的蛋白质，在这个密码中起着至关重要的作用。长期以来，转录因子被认为是基因活性的激活因子或抑制因子，但这项研究表明，转录因子的功能要复杂得多。

华盛顿州立大学兽医学院分子生物科学学院的助理教授Sascha Duttke说:“与你在教科书上看到的相反，转录因子作为真正的激活剂或阻遏剂非常罕见。”

相反，科学家们发现，大多数激活剂也能起到抑制剂的作用。

“如果你移除一个激活剂，你的假设是你失去了激活，但只有50%到60%的病例是这样的，所以我们知道有些事情不对劲。”

仔细观察，研究人员发现许多转录因子的功能高度依赖于位置。

他们发现转录因子之间的间隔和它们相对于基因转录开始的位置决定了基因活性的水平。例如，当转录因子位于基因转录起始位点的上游或前方时，可能会激活基因表达，但当转录因子位于基因转录起始位点的下游或之后时，可能会抑制其活性。

Duttke说:“这是间隔，或‘环境’，决定了一个给定的转录因子是激活因子还是抑制因子。这只是表明，与学习一门新语言类似，要了解基因表达模式是如何在我们的基因组中编码的，我们需要理解它的单词和语法。”

通过整合这一新发现的“空间语法”，加州大学圣地亚哥分校的副教授克里斯托弗·本纳(Christopher Benner)预计，科学家可以更深入地了解突变或基因变异如何影响基因表达并导致疾病。

“潜在的应用是巨大的，”Benner说，“至少，它将改变科学家研究基因表达的方式。”