一個(gè)基因的命運(yùn)，從它選擇在哪里“出生”的那一刻，就已經(jīng)被神秘地“內(nèi)定”了終點(diǎn)。

這是2025年10月9日剛剛發(fā)表在頂刊《科學(xué)》（Science）上的一項(xiàng)驚人發(fā)現(xiàn)。波士頓大學(xué)和馬薩諸塞大學(xué)陳曾熙醫(yī)學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)揭示了一個(gè)足以改寫分子生物學(xué)教科書的秘密：基因的起始和終止并非各自為政，而是被一根無(wú)形的線操控著。這一發(fā)現(xiàn)不僅為我們揭開了生命編碼的全新維度，更可能為攻克癌癥、神經(jīng)系統(tǒng)疾病甚至延緩衰老，提供了一把前所未有的“鑰匙”。

一、生命代碼的“單行道”神話

我們的基因（DNA）是一本無(wú)比巨大的生命之書，而書里的每個(gè)故事，就是一個(gè)個(gè)基因。當(dāng)細(xì)胞需要某個(gè)蛋白質(zhì)時(shí)，一個(gè)叫做“RNA聚合酶”的分子閱讀器就會(huì)出動(dòng)。

幾十年來(lái)，我們都以為這個(gè)閱讀過程很簡(jiǎn)單，就像在一條單行道上開車：

• 起點(diǎn)（TSS）：就是“開始閱讀”的標(biāo)志，如同高速公路的入口。
• 終點(diǎn)（PAS）：就是“停止閱讀”的標(biāo)志，如同高速公路的出口。

這就是基因轉(zhuǎn)錄，寫在每本生物教科書里的“金科玉律”，入口只管進(jìn)，出口只管出，井水不犯河水。我們以為，生命的設(shè)計(jì)圖譜雖然復(fù)雜，但規(guī)則是清晰的、固定的。

然而，大自然似乎總喜歡在最基礎(chǔ)的地方，埋下最深的伏筆。

二、被綁定的起點(diǎn)與終點(diǎn)

科學(xué)家們?cè)诜治龊Ａ炕驍?shù)據(jù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)幽靈般的現(xiàn)象：那些喜歡從“靠前”的入口上高速的基因，也總是傾向于從“靠前”的出口下高速；而那些從“靠后”入口出發(fā)的，則會(huì)一路狂奔到“靠后”的出口。

這太詭異了！起點(diǎn)和終點(diǎn)明明隔著千山萬(wàn)水，它們是怎么做到“心有靈犀”的？難道基因內(nèi)部有一個(gè)我們從未發(fā)現(xiàn)的“導(dǎo)航系統(tǒng)”？

這就像你早上出門上班，你選擇走小區(qū)南門的那一刻，就已經(jīng)決定了你晚上會(huì)從公司東門下班。這中間沒有任何強(qiáng)制規(guī)定，但它就是發(fā)生了。

研究人員將這種神秘的耦合關(guān)系命名為——“位置性起始-終止軸”（PITA）。一根看不見的軸，將基因的兩端牢牢鎖定。

教科書上的“單行道”神話，在這一刻，出現(xiàn)了裂痕。

三、揭開導(dǎo)航系統(tǒng)的真面目

難道是這基因成精了？

答案出乎所有人的意料，既不靠什么神秘的信號(hào)，也不靠什么復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，而是靠一個(gè)我們無(wú)比熟悉的東西——速度

原來(lái)，那個(gè)叫“RNA聚合酶”的分子閱讀器，是個(gè)“老司機(jī)”，它開車的速度不是一成不變的！

• 佛系慢車模式：當(dāng)它從靠前（上游）的起點(diǎn)出發(fā)時(shí)，它會(huì)進(jìn)入一種慢悠悠的巡航狀態(tài)。由于車速慢，路邊第一個(gè)出現(xiàn)的、不太起眼的出口（較弱的終止信號(hào)），它也能穩(wěn)穩(wěn)地看到并拐出去。任務(wù)完成，提前下班。
• 極速狂飆模式：但如果它從靠后（下游）的起點(diǎn)出發(fā)，它仿佛被注入了氮?dú)?，瞬間進(jìn)入狂飆模式！由于車速太快，路邊第一個(gè)小出口直接被它忽略了，一腳油門就沖了過去。它會(huì)一直狂奔，直到基因的盡頭，遇到一個(gè)巨大無(wú)比、想錯(cuò)過都難的終極出口（最強(qiáng)的終止信號(hào)），才猛地剎車。

一個(gè)基因，兩種速度，可能會(huì)改變蛋白質(zhì)的長(zhǎng)短，從而通向兩種截然不同的命運(yùn)。該研究的主要作者之一Ana Fiszbein教授總結(jié)道。

所以，根本沒有什么神秘的導(dǎo)航，決定終點(diǎn)的，正是出發(fā)時(shí)的“油門深度”。

四、魔鬼與天使：一把決定細(xì)胞命運(yùn)的“變速桿”

你可能會(huì)問，不就是蛋白質(zhì)長(zhǎng)一點(diǎn)或者短一點(diǎn)嗎？有那么重要？

蛋白質(zhì)的長(zhǎng)短決定了它的結(jié)構(gòu)和功能，進(jìn)而可以決定細(xì)胞的生死，甚至一個(gè)人的命運(yùn)。

一個(gè)蛋白質(zhì)的不同版本，功能可能天差地別，甚至完全相反。就像一把瑞士軍刀，你用的是刀刃還是開瓶器，效果能一樣嗎？

在癌癥中，這種版本的切換尤為致命。一個(gè)原本負(fù)責(zé)抑制腫瘤的好蛋白，可能就因?yàn)閾Q了個(gè)起點(diǎn)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄提前結(jié)束，核心功能區(qū)沒被讀出來(lái)，變成了一個(gè)毫無(wú)作用的廢品；甚至更糟，它可能搖身一變，變成一個(gè)促進(jìn)癌細(xì)胞瘋狂生長(zhǎng)的致癌元兇！

過去，我們想糾正這種錯(cuò)誤，要么得去修改DNA，難度堪比基因手術(shù)。但現(xiàn)在，這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)給了我們一個(gè)全新的思路：

我們或許不用動(dòng)刀子，只需要輕輕撥動(dòng)基因的“變速桿”。

通過靶向調(diào)控基因的起點(diǎn)，我們就能指揮分子閱讀器是該慢悠悠地開，還是該一路狂飆，從而精準(zhǔn)地生產(chǎn)出我們想要的那個(gè)健康版本的蛋白質(zhì)。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)的不是基因的開/關(guān)，而是控制基因生產(chǎn)哪個(gè)版本的“版本選擇器”。這為癌癥、神經(jīng)退行性疾病等無(wú)數(shù)棘手的難題，打開了一扇全新的治療大門。

參考文獻(xiàn)：

Ezequiel Calvo-Roitberg et al., mRNA initiation and termination are spatially coordinated,Science(2025). DOI: 10.1126/science.ado8279