长期以来，生物学家一直想知道，复杂的生物体是如何包含各种具有特殊功能的截然不同的细胞类型的，即使所有这些细胞在基因上是相同的。
新的研究揭示了被称为“先锋转录因子”的蛋白质是如何帮助启动赋予细胞类型独特属性和功能的关键基因的。
事实证明，这些先锋因子可以帮助解开缠绕在一起的DNA，这样基因中的遗传蓝图就可以被解读，在生物过程中发挥作用的蛋白质就可以被制造出来。
这项在果蝇中的研究，“先锋因子GAF与PBAP (SWI/SNF)和NURF (ISWI)合作调节转录”，发表在2020年12月10日的《基因与发育》（Genes & Development）杂志上。

“我们很清楚这些先锋因子是什么以及它们做什么，但我们不知道它们是如何工作的,”第一作者朱利叶斯·贾德说。
在细胞核中，DNA被一组称为核小体的组蛋白结合在一起。“DNA包裹着它， DNA的背面无法识别，因为它抱裹在这些蛋白质上，”研究人员说。
因此，转录因子及其转录装置无法访问这些遗传密码。基因处于默认的“关闭”状态。
在这项研究中，研究人员集中研究了一种在果蝇中发现的先锋转录因子——GAGA-factor (GAF)。之前的工作表明GAF与靶基因结合并去除核小体，这使得启动子序列得以暴露。
其他实验室的研究也表明GAF在胚胎发育中起作用。研究人员有证据表明GAF与两种被称作remodelers的复合体相互作用，催化从DNA中移除核小体的过程。所有这些证据使研究人员相信GAF确实是一个先驱因素。
为了验证他们的假设，研究人员进行了许多不同的全基因组分析来监测转录，包括染色质转录的可及性，GAF在哪里结合，细胞水平被翻译成蛋白质的RNA。他们将这些分析同时应用于天然的果蝇细胞和GAF缺失的果蝇细胞。
研究表明，当GAF与目标基因结合时，它会招募一种remodeler叫做PBAP，它会移除这些核小体，并创建一个可进入的DNA转录通道。此外，一些基因启动子下游的核小体也需要被移动。在那些情况下，GAF依赖于另一种称为NURF的remodeler，将基因上的第一个核小体移除，使转录装置更容易转录DNA。
先前的证据表明，在酵母中remodeler复合体几乎与PBAP和NURF完全相同，有证据表明，这一过程也发生在小鼠和其他哺乳动物中。研究人员说:“我们认为这些remodeler的工作方式是非常保守的，结论是广泛适用的。”
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