“汤姆-索亚”调节蛋白以一种撞了就跑的机制启动基因转录
一个基因组科学家团队发现了一种“撞了就跑”的机制，它可让细胞核中的调节蛋白在涉及启动基因激活的运作时采取一种“汤姆-索亚”的行为。
他们的这一刊载于《美国科学院学报》上的研究所聚焦的蛋白是可组织基因信息从DNA流向信使RNA（mRNA）的转录因子。他们的结果显示了转录因子（TFs）是如何先激活某个基因的mRNA合成，然后再离开现场--其模式被称作“撞了就跑”的转录。
纽约大学的生物学教授Coruzzi是该研究的资深作者；Coruzzi解释说：“与马克？吐温的汤姆？索亚很像，汤姆？索亚先开始给波莉姨妈油漆栅栏，然后说服其他人他们有参与的荣幸，接着他自己离开工作去放松；这一先驱转录因子会与某基因启动子结合来启动转录并接着离开现场，但它会招募其朋友来继续它启动的工作。”
被研究的转录因子对激活需要对氮——它是一种在植物生长中作为限速成分的营养物信号——做出反应的基因是至关重要的。
因此，除了揭示了一种新的“撞了就跑”的转录机制之外，这一发现还具有在农作物中改善氮反应的潜在实际应用。
这一发现指出了以增加获取并同化硝酸盐效率的方式来重新设计植物的可能性，硝酸盐是肥料中所含的一种主要的能量来源。通过减少氮基化肥量，种植者可减少与肥料径流而进入地下水有关的健康风险。
这项由国立卫生院资助的研究还包括了来自冷泉港实验室及法国的国家科学研究中心（CNRS）的研究人员，它侧重于基因调节网络（GRNs）所发生的特别变化。
GRNs——它是决定活体生物内基因是如何进行相互作用以在其环境中将反应扩大至信号的“电路板”——是系统生物学这一新领域中的基因组学研究人员特别感兴趣的；系统生物学的目的是弄懂基因是如何作为一个系统而一同工作的。在这一例子中，了解氮信号是如何通过基因线路板进行传导的可指出创建更具可持续性环保植物及农作物的方法。
Coruzzi的实验室聚焦于如何改变这一基因线路板而使植物能更有效地摄取硝态化肥，并因此减少农作物生产所需的氮肥量。
具体地说，他们对转录因子（TFs）是如何在细胞核内以一种动态的方式与DNA结合并调节基因表达而发挥作用的进行了检查。
TFs是生物学家的主要兴趣所在，因为它们能帮助决定在某一生物体的每个细胞内哪些基因会被表达。然而，对它们的作用进行测定常常难倒了科学家们。TFs与DNA的相互作用是短暂的，常常仅持续若干分钟；这些相互作用常会被漏掉，因为目前测量它们的技术需要花长达30分钟才能完成，使得它难以完全捕捉并检测某个TF与其基因标靶的高度瞬态的结合。
在该PNAS的研究中，研究人员设计了一种只要一分钟就能完成的新方法，这使得他们能准确地捕捉到早期事件及先前难以捕捉的TF活性。他们还设计了一种完全基于一个对在基因表达中的TF-诱导改变的功能性读出来确认某TF直接标靶的方法，它甚至可在没有能检测得到的TF结合时使用。这甚至能让他们在TF结合持续仅数个纳秒的例子中发现某个TF的直接基因标靶。
这一方法能让研究人员揭示了在TFs与标靶之间的新的动态和瞬态的相互作用，而这些相互作用过去在酵母菌、植物及动物中都逃过了人们的视线。
应用他们新研发的方法，研究人员发现了基因组范围内的一种撞了就跑的转录模型的证据；该模型是在1980年代首次提出的。这个模型提出，一个TF首先通过与DNA结合（撞击）而启动某靶基因的转录，接着它会与DNA分离（跑掉），而转录是在没有它提供帮助时发生的--从而揭示了其“汤姆？索亚”的性质。
一旦这一过程开始，该先驱性TF接着会移动至下一个基因标靶，使其能因应某一信号而快速且催化性地激活一大组的基因。
这项研究得到了国立卫生院（NIH）研究基金（R01-GM032877， R01-GM078270）、一项NIH国立研究服务奖（GM095273）、国家科学基金会（MCB-0929338， DBI-0923128）、法国国家研究署及国家科学研究中心的支持。
