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Molecularcell揭示调控密码的整体平面图
自从2001年完成人类基因组测序以来，我们所有的基因(总共约2万个)均得以确定。但是仍有许多东西是未知的，例如每个基因在何时何地处于活性状态。紧邻每个基因而坐的是一个短DNA片段，这一调控片段的活性决定了基因是否将被开启，何处以及强度如何。这些短调控片段和基因一样重要。实际上，90%的致病突变发生在这些调控区域。它们对组织和器官的适当发育负主要责任，例如其决定了眼细胞包含光受体，只有胰腺细胞才能生成胰岛素。显然，更深入地了解这一调控系统，其机制和功能失常的可能性，有可能导致生物医学研究的进展，尤其是为个别患者开发靶向治疗。
尽管重要，目前对于“调控密码”还没有获得很好的理解。为了解决这一问题，由魏茨曼科学研究所免疫学系Ido Amit博士领导的一个研究小组于来自博德研究所、耶路撒冷希伯莱大学的科学家们开发了一种先进的自动化系统绘制了这些位点，随后利用这一系统揭示了调控元件发挥功能的重要原理。他们将研究发表在《分子细胞》(Molecular Cell)杂志上，揭示了调控密码的等级结构。通过绘制大量的调控因子，研究小组成功地揭示了基因调控的整体平面图，以及参与免疫反应机制的详细细节。
Amit.说：“我们看着一场绘制调控密码的竞赛，揭示它与疾病和人类变异之间连接。然而直到现在，参与者仍面临着一个严重的障碍：过去30年来用于绘制调控元件的过程一直非常的麻烦、复杂和费劳力，需要大型科学团体。利用这一新方法，只需少数研究人员就能够在小部分时间内完成与大型研究团队相似规模的研究。”
这种高效率、自动化的方法使得Amit和他的研究团队能够平行检测大量的调控蛋白和它们的结合位点。他们将免疫细胞暴露于细菌中，为基因激活创造条件，随后在四个时间点追踪了几十个已知在免疫反应中发挥作用的不同的调控蛋白的行为。研究人员不仅能够鉴别每个调控蛋白的结合位点和它们激活的基因，还确定了激活的水平以及利用的机制。
更为重要的一个研究发现是这些调控因子的行为可以在一种调控等级内被划分为三个层次。位于底层的是那些通过指挥细胞分化生成粗略分配至主要细胞类型的因子。这些因子为“基本身份”指南，能够自己确定细胞是否将具有肌肉细胞、神经细胞等特征。位于第二层的是确定细胞亚身份的因子，它们通过控制基因表达的强度来发挥作用。这些因子负责生成紧密相关的亚型，如平滑肌纤维或横纹肌纤维，或密切相关的免疫细胞。第三层的调控因子更加特化：它们只影响某些基因的表达，这些基因对来自细胞外的信号如细菌入侵者、激素、饥饿剧痛等做出反应受到召集投入行动。
希望了解这些调控密码的细节将能够帮助研究人员理解和预测由于调控机制失常导致的疾病发生和进展的机制。未来对于调控程序的理解或可导致康复医学方面的进展。调控机制可用于再指导患者细胞分化，随后重新植入患者体内，从而避免了利用供体细胞的固有问题。
Amit说：“绘制基因调控平面图的新方法为调查所有类型的生物过程，包括发生在疾病中的系统故障开启了新局面。”
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