Nature子刊：基因解码，遵循道路交通规则
遗传密码的转录是最基本的一个生命过程，其类似于道路交通，有交通堵塞、事故以及控制车流量的警察。来自Weizmann研究所的研究人员近期在《自然》(Nature Communications)杂志上报告了这一惊人的研究发现，有可能推动开发出新一代的治疗各种疾病的药物。
转录过程有一个步骤确实与车辆的移动相似：酶一路沿着基因的“轨道”而行，生成的分子随后将会翻译成各种蛋白质，参与细胞的生命活动。在新研究中，生物化学系Rivka Dikstein教授领导的研究小组发现，正如在一条道路上，车辆之间保持一段合理的距离，是安全到达目的地最可靠的方法，转录酶也是如此。
科学家们追踪了编码microRNAs微小调控分子的基因的转录过程。利用人类细胞，他们采用不同的转录速率开展了实验：高速率转录时，酶是突然启动;低速率转录时，酶则以更长的时间间隔逐个启动。这些实验生成了一个看似矛盾的结果：当转录酶突然启动时，生成的microRNA数量下降;反之，以更长时间间隔启动的酶，microRNA的生成效率更高。
原来，当酶突然启动时，一个快速地跟在另一个之后，它们最终会导致交通堵塞：当第一个酶在“减速坡”(造成转录暂停的一个分子信号)上停顿时，跟随的酶会撞到它，从基因上跌落。自然，这样的“交通事故”减少了生成microRNA的量。与之相反，当酶逐个启动时，它们保持一个安全距离：每个都有充足的时间在“减速坡”减慢速度，成功地生成microRNA分子。换句话说，较慢的速度释放单个酶是一种生成microRNAs更有效的方法。
由于这些研究结果阐明了microRNAs的生成过程，它们有可能帮助设计出以这些分子为基础的药物。在上世纪90年代被人们发现，由于 microRNAs能够帮助控制基因表达，例如阻断致癌基因的活性，它们极其有望在未来的治疗中起作用。当需要在细胞核中最深层次操控一个分子过程时，这种能力尤其有用。
从更根本的意义上说，新研究帮助揭示了转录的调控机制。例如，研究显示在炎症中，机体受到病毒或细菌入侵的威胁时，抗炎microRNAs释放暂停下来。这是因为炎症提高了转录酶的启动速度，造成了交通堵塞，减少了这些microRNA的生成。转而，这种microRNA生成减少为炎症“赢得了时间”，给予了它机会在microRNA终止愈合功能之前完成这一过程。
最后，该研究还帮助解释了Dikstein实验室早先的一个研究发现：在较长的基因中，转录酶往往以长时间间隔低速启动。基因越长，它有分子“减速坡”造成交通堵塞，让转录脱离正常进程的风险更高。因此，相比于快速突然启动的酶，以越低的速率沿着这样的基因前行的转录酶，就越是能有效地完成它们的工作。
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