2011年1月19日，《每日科学》报道——加州大学旧金山分校（UCSF）的研究者开发出一种新方法，用于解读嵌合于生物基因组内的庞大信息。这一方法有助于理解细胞读取遗传密码、创建RNA信息并启动细胞内新进程的具体运作过程。

通过结合生物化学技术、新型DNA快速测序技术以及先进的计算机技术，研究小组以前所未有的分辨率检查了细胞将DNA转化为RNA的过程。与以往在试管中进行的实验不同，本研究直接在细胞内部完成检查。

研究结果在理解基因开启与关闭的具体原因方面实现了认识水平的飞跃。该发现发表于2011年1月20日的《自然》杂志。

研究者解释，细胞内基因组被“读”的主要方式是通过转录为RNA的过程。此前，科学家能查明哪些RNA被生产，但对基因组有多少内容被解码或“转录”，以及控制RNA生产速度的因素，认识有限。新技术允许直接观察这一过程。

UCSF细胞与分子药理学系教授、论文通讯作者Jonathan S. Weissman博士说：“这一技术能以前所未有的分辨率捕获细胞将DNA转化为RNA的过程。此前我们通常研究最终结果，而现在能直接观察RNA信息在活有机体内被生产的具体过程。”

Weissman称，这一进步使研究者能利用人类基因组计划及世界范围内多种基因组测序工作产生的大量数据，并为研究干细胞重新编程等基础过程提供新工具。

L. Stirling Churchman是这篇只有两名作者的《自然》论文的第一作者，去年因本研究荣获Damon Runyon癌症研究基金会颁发的Dale F. Frey突破性成就科学家奖。她说：“基因组是细胞的硬盘。直到现在我们才看到硬盘上的信息及细胞阅读信息后的结果，但此前并不知道细胞访问的具体数据。在本研究中，我们能看到它访问的数据，且分辨率足够高，能观察到实际工作的具体过程。”

Churchman指出，直到最近，许多科学家认为只有少于5%的人类基因组信息被转录为RNA并发挥功能。而本领域的最新进展披露这一过程极为复杂，因为大部分DNA实际上都被转录了。转录后的产品中很大一部分仍被视为“垃圾RNA”，即该过程的副产品。

Churchman说：“现在的问题并非‘为什么DNA在那里？’，而是‘为什么RNA在那里？’它可能是垃圾RNA，但我们并不了解。”

本研究集中于面包房酵母的DNA转录，因为该有机物的基因组已得到广泛研究。此前科学家已开发了该基因组的图谱并确认了核小体位置。核小体呈葡萄状结构，由DNA链环绕组蛋白形成，用于组织极长的DNA分子。

组蛋白有多种功能，其中之一是带有许多标志，可指明基因是否应被打开或关闭；同时，组蛋白能保留历史记录，包括基因密码中最近发生的事件及未来应发生事件的“计划”。

通过将那些图谱与自身的RNA产品图谱重叠比较，科学家首次观察到转录中聚合酶直接与组蛋白接触的过程，以及核小体作为聚合酶的“路面减速装置”出现，使聚合酶在DNA转录为RNA过程中沿基因组移动时的反应减缓。此外，研究显示组蛋白标志的分配状态控制着“垃圾RNA”是否应从特定DNA区域生产。

这一新方法使研究者能实时、精确地观察该过程，有助于深刻把握组蛋白及其标志影响转录的具体过程的总趋势。

Weissman自豪地宣称：“尝试观察基因被打开的具体过程有其‘悠久’的历史，迄今为止，达到这样的分辨率与深度，则‘独此一家，别无分店’。”