En ny studie visar att bakteriell DNA- kan läsas antingen framåt eller bakåt på grund av närvaron av symmetri i deras DNA- signaler1. Detta fynd utmanar den befintliga kunskapen om gentranskription, mekanismen genom vilken generna transkriberas till budbärar-RNA innan de översätts till proteiner.
Transkript av gener kräver normalt närvaron av en promotorregion före starten av genen som är ansvarig för transkriptionsinitieringen av en viss gen och en terminatorregion som krävs för att stoppa transkriptionen för att säkerställa intakthet hos fullängdstranskriptet. Dessa promotor- och terminatorregioner är vanligtvis enkelriktade till sin natur och är involverade i transkribera genen i riktning framåt. I den aktuella studien ledd av professor David Grainger och kollegor vid University of Birmingham, avslöjades det att 19 % av transkriptionsstartplatserna i E.coli är associerade med en dubbelriktad promotor. Dessa dubbelriktade promotorer är vanliga i bakterier och arkéer och har symmetri på ett sådant sätt att de baser som krävs för transkriptionsinitiering finns på båda strängarna av DNA- i motsats till på enkelsträngen. Det har redan visats i bakterier att terminatorregionerna är dubbelriktade till sin natur2.
Implikationerna av dubbelriktad transkriptionsinitiering är för närvarande oklara och kräver ytterligare forskning och utredning. Betyder det att mer information kan transkriberas från en begränsad region av arvsmassan eller hjälper det att undvika att läsa kollisioner med andra sekvenser? Eller föreslår det ytterligare regleringsmekanismer för att kontrollera gentranskription. Nästa steg skulle vara att forska och undersöka denna mekanism i jäst, en encellig eukaryot.
Upptäckten av dubbelriktad transkription kan ha enorma implikationer inom bioteknik och hälsovård eftersom modern medicin är avsevärt beroende av hur man modulerar gener för att slå på och av dem, och därigenom lindra sjukdomen.
***
Referensprojekt
- Warman, EA, et al. Utbredd divergerande transkription från bakteriella och arkeala promotorer är en konsekvens av DNA--sekvenssymmetri. 2021 Naturmikrobiologi. DOI: https://doi.org/10.1038/s41564-021-00898-9
- Ju X, Li D och Liu S. Fullängds RNA-profilering avslöjar genomgripande dubbelriktade transkriptionsterminatorer i bakterier. Nat Microbiol 4, 1907–1918 (2019). DOI: https://doi.org/10.1038/s41564-019-0500-z
