mRNA/DNA和DNA/DNA双链的稳定性调节mRNA转录

　　

生物通报道：四种核苷酸在DNA序列上的分布，编码了生命的遗传信息。除此之外，核酸还有其它的生物学功能吗？最近，保加利亚科学院（Bulgarian Academy of Sciences）Stoyno Stoynov率领的研究小组发现，DNA/DNA和RNA/DNA双链的热力学稳定性影响mRNA转录。文章刊登于3月14日《PLoS ONE》。

“这些发现挑战了我们观察DNA的眼光，”Stoynov说，现在我们已经将DNA螺旋简化为四种不同核苷酸组成的结构，编码遗传信息，含有DNA结合蛋白的识别模式。但是，核酸是有物理学特征的真实分子，这些特征能够影响它们的生物学功能。

实验过程中，研究人员对跨越四种酵母基因组的DNA/DNA、mRNA /DNA的热力学稳定性进行研究，发现这些生物体的基因比接近其3’端的间隔区（intergenic regions）稳定。外显子（exon）明显比内含子（intron）稳定，说明稳定的正义双链是编码序列的特征。

接下来，研究人员发现基因的热力学稳定性与mRNA水平之间有相关性，提高mRNA水平，基因的热力学稳定性上升。外显子的和内含子的DNA/DNA、mRNA /DNA双链的稳定性与mRNA水平之间存在正相关性。相反，靠近基因3’端的区域与mRNA水平之间存在负相关性，此区域的热力学稳定性下降，mRNA水平上升，“所观察到的相关性很明显，尽管其它因素如增强子效力、启动子调节和mRNA半衰也直接影响mRNA水平。”

研究人员还发现，与间隔区相反，基因中稳定的正义RNA/DNA双链比潜在的反义RNA/DNA双链要多。“正义和反义mRNA/DNA的稳定性的差异，是基因的一个标志。”

“核酸双链的热力学稳定性主要依赖于最邻近的核苷酸相互作用的热力学特征。因此，DNA/DNA和RNA/DNA双链的稳定性由10种可能的DNA/DNA核苷搭配（dAA/dTT、dGC/dCG等）和6种可能的RNA/DNA搭配（rAA/dTT、rUA/dAT等）的分布决定。它们虽然不携带任何的遗传信息，但似乎调节RNA的表达水平。奇妙的是，相似的核苷酸序列能够同时编码各自的蛋白，调节其表达水平。”

DNA/DNA和mRNA /DNA双链的稳定性影响mRNA水平的机理仍未解开，文章作者只是提出了两种可能模型，因此这个问题成为下一步的研究重点。（生物通记者 小粥）