当今世界充满了多细胞生物，从大树到破坏气候的人类。这种多细胞性在植物和动物中独立出现。动物和植物应对将单个细胞聚集在一起形成更大生物体的挑战的方式不同，例如细胞间需要沟通和协调、共享和运输营养物质以及形成专门的结构。

多细胞生物带来的一个挑战是，所有细胞都携带相同的遗传密码，但细胞的外观和行为却不同：根细胞需要向水源和重力伸长，而叶子中的细胞则驱动光合作用。

为了从相同的底层代码中获得不同的结果，细胞会调整代码的读取方式，这就是所谓的转录调控。植物和动物在实现这种转录调控的方式上也有根本区别，正如GMI的MagnusNordborg团队在一篇新论文中指出的那样。

该研究结果于9月12日发表在《自然遗传学》杂志上，为植物如何实现转录调控开辟了新的视角。

“迄今为止，我们对植物转录调控的了解大部分来自对动物和酵母的研究，”MagnusNordborg实验室的博士后、该研究的合著者YoavVoichek说道。“我们希望以不带偏见的方式观察植物，从而有可能发现植物独有的机制和过程。”

研究人员在四种植物(玉米、拟南芥、番茄和本氏)中利用平行报告基因检测寻找影响转录的序列。转录起始位点(TSS)是基因上转录开始的特定位置。研究人员确定了TSS下游的一个区域，该区域对于转录调控至关重要。

研究人员仔细观察了这些序列如何调控转录，发现了转录调控的一个新现象。“最令人惊讶的是，当我们交换这个调控序列的位置，将其置于转录起始位点的上游时，它不再驱动转录，”Voichek说。

这一发现与观察动物转录调控的预期结果相反：在动物中，调控序列与位置无关，因为交换它们的位置不会改变它们调控转录的方式。

微调转录

在调控序列中，科学家发现了一个由碱基GATC组成的序列基序，它强烈地驱动基因表达。“该序列基序对转录的影响比转录起始位点上游的任何DNA基序都要大，”Voichek解释道。该基序在进化上是保守的，存在于所有维管植物中，即除苔藓、金鱼藻和地钱属植物以外的所有陆生植物中。

GATC基序影响转录的方式说明了调节序列如何微调不同细胞类型的转录。“TSS下游的这些基序数量越多，基因表达越强烈，”Voichek说。“该基序就像一个变阻器，微调需要在所有细胞类型中表达的基因，但水平不同。”

未来，Voichek计划研究GATC基序如何控制转录。“我们的研究不仅改变了人们对植物转录调控的理解，还强调我们需要研究多种生物中的转录，以拓宽我们对生物学的理解。”