真核细胞的转录调控       人类的生老病死、喜怒哀乐，甚至生态 环境和生物进化等都与基因密切相关。所以，著名的诺贝尔生理学与医学奖获得者杜伯克曾说：“人类的DNA序列是人类的真谛，这个世界上发生的一切事情都与这一序列息息相关，包括癌症在内的人类疾病的发生都与基因直接或间接有关……”。基因的表达与调控是当今生命科学研究中最重要的前沿领域之一，它对于深入探讨重要生命现象的内在本质、阐述细胞行为和疾病发生的分子机制、揭示发育过程中基因表达的时空特异性及其网络体系，均具有重要的意义。此外，基因表达与调控的研究，还可为人类疾病的诊断与治疗、转基因农作物的培育与推广、工程微生物的开发与利用等有关研究，提供科学依据与理论基础。真核生物基因表达调控是生命科学研究的前沿和热点，它将有助于进一步阐明重要的生命现象，解释细胞的行为和疾病的发生机理，从而在分子水平上为疾病的诊断、治疗和预防提供科学依据和实用技术。       分子遗传学基本理论建立者Jacob和Monod最早提出的操纵元学说打开了人类认识基因表达调控的窗口。在分子遗传学基本理论建立的20世纪60年代，人们主要认识了原核生物基因表达调控的一些规律，70年代以后才逐渐认识了真核基因组结构和调控的复杂性。1977年最先发现猴SV40病毒和腺病毒中编码蛋白质的基因序列是不连续的，这种基因内部的间隔区(内含子)在真核基因组中是普遍存在的，揭开了认识真核基因组结构和调控的序幕。1981年，Cech等发现四膜虫rRNA的自我剪接，从而发现核酶(ribozyme)。随后人们逐步认识到真核基因的顺式调控元件与反式转录因子、核酸与蛋白质间的分子识别及相互作用是基因表达调控根本所在。       揭示人类自身所有遗传信息是20世纪90年代国际科学界启动“人类基因组计划”的根本目标。尽管这项工作取得了生命科学上里程碑式的成就，但是要想达到预定的目标还面临着巨大的挑战。人类基因组的全部序列中仅有大约1．5％用于编码基因，其余部分属于非编码序列。如何解读这些非编码序列的功能成为一个重要课题。美国国立人类基因组研究所(National Human Genome Research lnstitute，NHGRl)在2003年9月，提出了“DNA元件的百科全书”(encyclopediaofDNAelements，ENCODE)研究计划，希望找出人类基因组序列中所有的结构和功能元件，形成一个完整的人类基因组“元件目录”，包括编码蛋白质的基因、非编码蛋白质的基因、转录调控元件、其他调节染色体结构和动态活动的功能序列(如DNA复制起始序列)等。过去几十年中，研究者一直通过经典的实验生物学方法对基因组内的各种结构和调控元件进行研究。ENCODE计划中提出的每一类元件都曾经被发现，所不同的是现在要在全基因组的范围内进行系统研究。因此，目前在实验生物学中常用的研究基因组的结构和调控元件的方法如染色质免疫共沉淀(chromat inimmuno precipitation，CHIP)等，也成了该计划的重要研究手段。然而，为了满足同时进行基因组内成千上万个元件的大规模、高通量的分析需求，这些用于研究基因组内一两个元件研究的实验生物学技术，必须与生命“大科学”的研究方法进行整合，如染色质免疫共沉淀技术与芯片相结合(ChIP―chip)的研究策略。调控蛋白质与基因组DNA结合能够控制DNA复制和基因表达，作为细胞调节网络中的开关，结合位点分析信息与基因表达数据将有助于分析寻找生物标志物(biomarker)。可以说，生命科学领域的“小科学”与“大科学”研究方法的结合，是未来生物学技术发展的一个重要特征。