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基因是在我們的細(xì)胞內(nèi)監(jiān)督我們身體形成的DNA的片段。它們收到訂單特異的蛋白質(zhì)；這些蛋白質(zhì)是我們體內(nèi)從器官到紅細(xì)胞中血紅蛋白一切物質(zhì)的構(gòu)成元件。因此我們的基因決定了我們是什么樣子。
　　
　　由基因蛋白質(zhì)的這一過程就稱之為基因表達(dá)，其非常的復(fù)雜，依賴于許多不同的相互關(guān)聯(lián)的因子。蛋白質(zhì)影響基因，轉(zhuǎn)而又會(huì)影響蛋白質(zhì)，直到現(xiàn)在生物學(xué)家們還沒有*明白它是如何運(yùn)作的，以及什么控制了這一系統(tǒng)。
　　
　　基因并非簡(jiǎn)單地“開啟”或“關(guān)閉”
　　
　　每個(gè)基因的起始都有一段稱之為啟動(dòng)子的DNA的片段，其在蛋白質(zhì)中起重要的作用。當(dāng)啟動(dòng)子激活時(shí)，基因會(huì)mRNA分子，隨后mRNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)。但基因并非只是簡(jiǎn)單地“開啟”或“關(guān)閉”，它們的蛋白質(zhì)量可以有很大的差異。Maerkl實(shí)驗(yàn)室的研究人員開發(fā)了一個(gè)模型闡明存在于“開啟”和“關(guān)閉”之間的所有變化。
　　
　　相比于開/關(guān)按鈕，更像是調(diào)光開關(guān)
　　
　　研究小組利用酵母細(xì)胞，這一用于研究人類細(xì)胞中許多過程的模式系統(tǒng)來(lái)展開了研究工作。他們了209種不同的啟動(dòng)子，將它們整合到酵母基因組中。然后將這209種酵母菌株置于一個(gè)微流體設(shè)備中，利用熒光方法確定了209種合成啟動(dòng)子每種的蛋白質(zhì)量。“我們的體內(nèi)研究結(jié)果與在體外看到的相一致。這意味著我們可以開發(fā)一種計(jì)算機(jī)模型基于體外數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)基因的表達(dá)水平。具體來(lái)說，這項(xiàng)工作代表了一個(gè)‘基因表達(dá)說明手冊(cè)’，可以預(yù)測(cè)不同的啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)是如何能夠?qū)е虏煌牡鞍踪|(zhì)量的。我們證實(shí)，只需讓啟動(dòng)子發(fā)生一或兩個(gè)改變就可以精細(xì)地調(diào)節(jié)啟動(dòng)子的輸出量，這有點(diǎn)像一盞燈上的調(diào)光開關(guān)，可以設(shè)置任意的光亮度，”Maerkl教授說。
　　
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