威斯康星大学麦迪逊分校的研究团队利用常见的酿酒酵母,深入探究了Sen1蛋白在基因表达调控中的核心作用。Sen1作为一种关键调控因子,能够决定基因的活性状态,其功能异常与人类多种神经退行性疾病密切相关,包括罕见的运动神经元病(ALS,渐冻症)及运动障碍。
研究发现,Sen1蛋白在基因转录过程中扮演“分子停车标志”的角色,通过指示RNA聚合酶II何时停止转录,从而确保基因信息的准确传递。正常情况下,Sen1会在基因末端触发聚合酶脱离DNA,防止“串行转录”导致异常长的RNA分子。然而,当Sen1发生突变时,这一“停车信号”失效,RNA聚合酶II会持续转录,产生冗长且混乱的RNA信息,不仅影响目标基因,还会干扰邻近基因的表达。
此外,Sen1在部分基因起始区域也能阻止RNA聚合酶II启动转录。突变后的Sen1则允许这些原本沉默的基因被激活,导致细胞内基因表达谱发生异常变化。这些紊乱的遗传信息可能破坏细胞正常功能,进而诱发疾病。
该研究首次以全基因组视角揭示Sen1调控机制,为理解人类Sen1相关神经退行性疾病的发病基础提供了新工具。通过酵母模型,科学家能够系统分析Sen1突变对基因表达的影响,为后续筛查人类疾病相关基因奠定基础。
该成果发表于《Molecular Cell》,由David Brow教授及Eric Steinmetz团队完成,并与Aseem Ansari实验室合作。研究获得美国国立卫生研究院、美国农业部及March of Dimes基金会资助。
参考文献:
David Brow, Eric Steinmetz, Aseem Ansari等,《Molecular Cell》,2023年12月8日。
联系方式:David Brow,威斯康星大学麦迪逊分校