发现Exportin-1在基因转录中的新功能

西北大学的研究人员发现了一种在所有植物和动物细胞核中都存在的蛋白质的新功能。这种蛋白质称为Exportin-1（也称为Xpo1或Crm1），除了将物质从细胞核中输出外，似乎还在促进基因转录过程中发挥作用。基因转录是指创建DNA链的RNA副本以表达基因的过程。

转录因子调节转录过程，还可以指导基因与核孔复合体相互作用，核孔复合体是分子进出细胞核的通道。研究人员发现，Exportin-1在这两者之间形成了一个链接。通过将转录因子（以及数百个基因）与核孔蛋白连接起来，基因被移动到细胞核边缘，从而刺激更强的基因表达。

“由于Exportin-1在许多癌症和白血病中过表达，这项工作还提出了这种新发现的功能可能在促进癌症生长方面具有重要作用的可能性，”领导该研究的分子生物科学教授Jason Brickner说。“这项工作为我20年前发现的一种现象——基因在被激活时会移动到核边缘——提供了分子解释。”

Brickner在西北大学温伯格艺术与科学学院分子生物科学系的20年研究主要集中在酵母上，他说酵母是“真核细胞的一个极好的模型”，因为它在细胞核中有许多普遍存在于所有植物、动物和真菌中的特征。由于Exportin-1存在于所有这些生物中，它与基因组的相互作用可能适用于所有真核生物。

这个跨学科和跨机构的研究团队使用了多种方法来解开Exportin-1在出芽酵母中的具体功能，包括单分子跟踪、活细胞中的染色质定位、全基因组映射和生物化学方法。

这些意外的发现于今天（3月20日）发表在《分子细胞》杂志上，可能有助于其他科学家开发新的药物，以抑制癌症生长而不损害健康细胞的功能。

“Exportin-1在许多白血病和癌症中过表达。因为它与基因组结合，可能会改变转录以促进肿瘤发生。Exportin-1的抑制剂被用于那些对一线或二线化疗无反应的患者。但这些疗法非常有毒且有许多副作用，因为它们阻断了所有的核输出，这是细胞的基本功能。”

Tiffany Ge, 西北大学博士生及第一作者

对这种蛋白质双重作用的新理解引入了这样一种可能性：其过表达通过增强负责细胞分裂的基因表达来促进癌症的发展。仅抑制这一过程而不影响核输出可能导致更好的药物产生。然而，Exportin-1在转录中的作用是否也是必不可少的，并且是否会使药物同样具有毒性，尚未经过测试。

在考虑药物开发之前，研究人员希望确认转录因子与Exportin-1之间的相互作用在不同物种中是通用的，并更好地定义分子相互作用的具体细节。

该研究得到了美国国立卫生研究院（拨款R35 GM136419, P41 GM109824, R01 GM112108, T32 NIGMS GM008061 和 F32 GM153164）和美国国家科学基金会的预博士奖学金的支持。

来源：

西北大学

期刊参考：

Ge, T., 等 (2025). Exportin-1作为转录因子介导的染色质在核孔复合体上的对接适配器的功能。《分子细胞》. doi.org/10.1016/j.molcel.2025.02.013.

(全文结束)