康奈尔大学的研究人员通过对酵母的研究发现了基因如何被控制的一个关键机制，酵母是生产啤酒和面包所必需的一种简单生物体。基因转录是人体细胞读取编码在DNA中的遗传信息的复杂过程，以前人们认为只有当特定的调节因子行至某些DNA序列时才会被激活。

根据最近发表在《基因与发育》杂志上的一项研究，康奈尔大学的一组科学家发现，某些基因已经有了它们的转录调节因子和辅助因子，但它们处于潜伏状态。当适当的信号到来时，这些"准备好的"基因会变得高度活跃。

研究人员使用CRISPR技术删除了酵母转录机制的元素，以全面调查它们在基因调控中的作用。因为酵母和人类使用相同的分子机制来控制它们的基因，所以酵母是了解人类基因调控的绝佳模型。

"这就像玩抽积木游戏，先从积木塔上移走一个木块，再看整个积木是否会倒塌。这就是我们学习蛋白质机器在细胞内如何工作的方式，"文理学院大费城分子生物学和遗传学教授B.Franklin Pugh '83说道。

研究人员根据酵母基因的调节方式，确定了两类酵母基因。第一类也是最大的一类提供基本的内务管理功能，使细胞得以生存和生长。这些基因总是在非常低的水平上"开动"，因为转录机器很难找到它的方式来处理每个基因。

第二类，即"可诱导"基因，有一整套的蛋白质在附近组装起来。当被环境信号触发时，这个准备好的夹层为转录机器提供了一个指导。这导致了高水平的诱导性转录。

"研究价值在于发现了某些基因，如环境反应基因，可以快速响应不断变化的环境；例如，当酵母遇到并代谢面包中的糖，导致制作面包的面团鼓起。类似的代谢过程发生在人类细胞中，当食物被消化时。"

普格研究基因调控已经超过30年。作为康奈尔大学的学生，我们的基因是如何被调控的--对生物学如此核心而又如此未知--的想法让他着迷，他一生都在试图了解它。

他说："通过这篇论文，我们终于找到了核心问题，即这些感知环境的基因特异性转录因子是如何招募核心转录机器的。我们在这篇论文中无法完全回答这个问题，但是我们对这个过程是如何运作的有了坚实的认识。"

在之前的相关工作中，Pugh绘制了酵母基因组中400多个不同的染色体蛋白的精确结合位点，其中大部分调节基因的表达。那篇论文对理解所有这些蛋白质是如何聚集在一起并一起工作以读取和调节基因有重要的启示。新的研究建立在这项工作的基础上，更深入地了解蛋白质的结构和基因的机械。

第一作者、兽医学院贝克动物健康研究所副研究员Chitvan Mittal说："在多年现有研究的基础上，将它们与现代和优雅的基因组学工具相结合，有助于我们填补现有知识中的空白，并做出新的发现。"