Science：挑战传统功能分类！基因‘调音师’如何帮细胞应对变化？——转录因子通过稳态缓冲实现表达普适调控

来源：iNature 2026-01-06 09:58

TF通过稳定RNAP在启动子上的结合来调节表达。这种关系的结果是，TF通过影响不同基础活性启动子的恒定调节表达水平来缓冲表达，从而确保在遗传或环境变化的情况下保持稳态控制。

转录因子（TF）可以通过不同机制的相互作用激活或抑制基因表达，包括RNA聚合酶（RNAP）的募集、排斥和起始。然而，根据受调节的启动子身份，TF功能可能会发生变化，并且这种上下文依赖性的原理尚不清楚。

2025年9月11日，麻省大学陈医学院Robert C. Brewster团队在Science 在线发表题为E. coli transcription factors regulate promoter activity by a universal, homeostatic mechanism的研究论文，该研究证明了启动子的基础活性与给定TF的调节之间的反向缩放关系。

具体来说，在更强的启动子上，激活更弱，抑制更强。这种缩放适用于激活因子和抑制因子，这表明了一种共同的潜在机制，即TF通过稳定RNAP在启动子上的结合来调节表达。这种关系的结果是，TF通过影响不同基础活性启动子的恒定调节表达水平来缓冲表达，从而确保在遗传或环境变化的情况下保持稳态控制。

转录因子（Transcription factor， TF）的功能对于基因表达的正确调控非常重要，而且根据其调控的启动子的身份不同，单个转录因子对基因表达的影响可能非常不同。这突出了它们的监管角色的环境依赖性。传统上，基于其对表达的净效应，TF被分为“激活因子”或“抑制因子”。然而，这种简单的分类无法解释TF为何以及如何在不同的启动子上具有不同的功能，以及影响TF功能的上下文差异。

对于每个测试的TF，研究人员发现折叠变化与本构表达水平之间存在相同的基本关系。每个TF，无论是激活因子还是抑制因子，都对较强的启动子施加较低的倍数变化。该研究发现折叠变化和本构启动子强度之间的尺度服从精确的反向缩放关系，正如理论预测的具有稳定相互作用的TF。