Cell子刊：挑战传统的基因表达观点

　　基因表达是用遗传信息生产蛋白质的过程，这对于细胞正常运行和实现它们的许多目的，是至关重要的。基因表达发生在两个不同的步骤：首先是转录，这发生在细胞核中，然后是翻译，这发生在细胞质中。控制基因表达，对于细胞产生在正确时刻所需的确切蛋白质，是至关重要的。到目前为止，基因转录和翻译成蛋白质，都被认为是两个独立的过程。现在，瑞士日内瓦大学(UNIGE)和德国欧洲分子生物学实验室的微生物学家，进一步证实，这两个过程在本质上是相关的，并表明一个称为Ccr4-Not的蛋白复合物，通过充当细胞核和细胞质之间的一个信使，在基因表达中发挥着关键的作用。这些结果发表在《Cell Reports》，揭示了控制着我们生与死的基因表达这个过程的调节机制。

　　基因表达指的是生化过程，通过这些过程，储存在我们基因中的信息，读起来就像是一本生产蛋白质的说明书，这些蛋白质可使我们的细胞正常运行。到目前为止，基因表达被认为发生在两个独特的步骤：第一个转录，这发生在细胞核中，然后是翻译，发生在细胞质中。现在，由UNIGE和欧洲分子生物学实验室带领的研究表明，转录和翻译本质上是相关的，并且不断地相互影响。为此，在细胞内，细胞核和细胞质之间进行一种非常有效的沟通，是至关重要的。这个对话是通过一个叫做Ccr4-Not蛋白质复合体促成的，该蛋白全面决定着细胞的翻译能力。

　　基因表达：一条双行道

　　2014年，Martine Collart和她在UNIGE医学院的团队发现，在翻译过程中，Ccr4-Not复合体可使得细胞质给细胞核提供信息。今天，他们证明，这是一种双向的沟通，因为在基因表达的所有阶段，细胞核也传达信息给细胞质，这得益于Ccr4-Not。这个复合体作为细胞核和细胞质之间的一个信使，确保转录和翻译水平都是最适合的。也能够提高翻译，以补偿转录压力，从而确保基因表达仍然是均衡的。

　　事实上，越来越多的证据表明，不同程度的基因表达相互连接形成一个网络。因此，产生功能性蛋白质的各种细胞机器的组件，会产生持续的反馈。这有助于确保基因表达保持稳定。Collart教授详细揭示了这个过程：“在细胞核内的转录过程中，这一复合体控制着产生细胞质中蛋白质的机器生产。基本上，它在细胞核中控制着蛋白质如何可以作为一个整体。我们能够表明，Ccr4-Not复合体通过将细胞质和细胞核连接在一起，是基因表达的一个总体调节因子，在从基因到蛋白质生产的所有步骤中起作用。因此这个复合体构成了一个主要元素，可让细胞对外部事件做出反应，并控制蛋白质的生产。”

　　本文第一作者Zoltan Villanyi指出：“以前，细胞核被认为充当一个指挥杆，控制着细胞内发生的一切。然而，在2014年我们表明，细胞核实际上是受到细胞质的影响，在那里首先出现环境信号。现在我们的研究还强调，Ccr4-Not通过在细胞核中与信使RNAs联系在一起，也调节细胞的翻译能力，信使RNAs是将来自DNA的遗传信息传递给核糖体的分子，从而让核糖体产生蛋白质。现在这幅画面是完整的：基因表达实际上取决于细胞核和细胞质之间的持续对话，Ccr4-Not复合体是协调这些不同组件内和之间的调控过程的一个关键因子。”

　　Ccr4-Not复合物调控因子，对于所有动物胚胎的发展至关重要，并参与了生命所需的许多生理机制所，如心脏功能、精子形成和脂质代谢。因子该调控因子直接控制基因的表达，因此任何突变都会产生戏剧性的后果，从胚胎死亡到生命后期癌症的发展，以及各种代谢的失败。Collart教授指出：“现在，我们已经完全确定了这个调控因子影响mRNAs的步骤多样性，我们可以开始研究疾病相关的特定靶标。这将为理解调控我们基因表达与否的最基本细胞机制，打开新的途径。”

　　对于基因表达这个重要的过程，科学家们一直都在进行不断的探索。2015年7月，康奈尔大学华人教授陈鹏带领的研究小组，通过在纳米级的精密度上追踪蛋白质在活细胞中的运动，对细胞调节其基因表达的方式，获得了新的认识。相关研究结果发表在《Nature Communications》。相关阅读：华人教授：细胞基因表达调控新见解。

　　2015年8月，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的实验和理论生物学家，描述了一种控制基因表达的新方法。这种方法的关键是一个可调的开关，由一个对于医疗、甚至生物燃料生产都很有价值的小非编码RNA分子制成。相关研究结果发表在国际期刊《ACS Synthetic Biology》。相关阅读：科学家开发出控制基因表达的新方法。

　　2015年9月，来自瑞士苏黎世联邦理工学院、华东师范大学等处的研究人员，在国际著名学术期刊《Nucleic Acids Research》发表的一项研究中，通过化学物质苯甲酸酯（是常见的皮肤护理产品成分）来打开和关闭转基因。