研究人員表示，他們已經開發出一種新技術，他們聲稱，可以首次確定任何物種基因組中稱為“回溯”的分子事件發生的頻率和確切位置。 他們的研究結果“人類RNA聚合酶II的回顧性永續性”發表在《分子細胞》雜誌上，支援回溯代表一種廣泛形式的基因調控的理論，該基因調節影響數千個人類基因，包括許多參與基本生命過程的基因，如細胞**和子宮發育，根據紐約大學格羅斯曼醫學院科學家領導的乙個團隊。
1997年，Evgeny Nudler博士及其同事發表了一篇論文，表明RNA聚合酶有時會沿著它正在讀取的鏈向後滑動，他們稱之為“回溯”。 從那時起的研究表明，在RNA聚合酶開始RNA合成後不久，或者當它遇到受損的DNA以為傳入修復酶騰出空間時，活細胞中偶爾會發生回溯。 隨後的研究表明，回歸和修復機制必須快速起作用並消散，否則可能會與DNA聚合酶發生碰撞，導致細胞死亡誘導的DNA鏈斷裂。
現在，這項由紐約大學朗格尼健康中心的Nudler團隊領導的新研究表明，他們的新技術遠端切割測序（LoRax-Seq）可以直接檢測回溯事件的開始和結束位置。 通過補充過去的間接或有限的方法，新方法揭示了許多此類事件，比以前認為的更遠，而且這樣做持續的時間要長得多。 研究結果還表明，持續的回溯在整個基因組中經常發生，更頻繁地發生在某些基因型別附近，並且其功能遠遠超出了DNA修復的範圍。
RNA聚合酶II（RNA POL II）可在轉錄延伸過程中追溯，暴露新生的RNA3'末端。 新生的RNA測序可以近似快速分辨回溯事件的位置; 然而，更持久的回溯和全基因組分布的程度尚不清楚。 因此，我們開發了對擠出的直接反應'回顧的'3種RNA測序方法，“研究人員寫道。
我們的資料表明，RNA POL II 在人類細胞中向後滑動超過 20 nt，並且可以持續保持這種回歸狀態。 持續的回溯主要發生在 RNA POL II 在啟動子和內含子-外顯子連線附近停滯，並在參與翻譯、複製和發育的基因中富集時，如果這些事件得不到解決，基因表達就會降低。 組蛋白基因極易受到持續回溯的影響，在細胞過程中及時表達可能需要解決此類事件。
這些結果表明，持續的回溯可能會影響不同的基因表達程式。
在更遠的距離上回溯的驚人穩定性使得它有可能代表從細菌到人類的物種中無處不在的遺傳調控形式，“該研究的資深作者Nudler和紐約大學朗格尼分校生物化學和分子藥理學系的Julie Wilson Anderson教授說。 “如果進一步的工作將我們的發現擴充套件到不同的發育程式和病理條件，回溯可能類似於表觀遺傳學，其發現揭示了乙個令人驚訝的基因調控新層，而不會改變DNA密碼。
過去的研究表明，當RNA聚合酶II被回溯時，它會從其內部通道中擠出其基於DNA的RNA鏈的尖端。 由於長時間的回溯容易發生有害的碰撞，因此轉錄因子IIS（TFIIS）被認為可以迅速恢復轉錄，從而促進擠出的“回溯”RNA的切割（切割）。 這為 RNA 聚合酶 II 恢復其正向**讀取掃清了道路。
然而，其他早期研究表明，當聚合酶回溯超過一定距離（例如，20個核鹼基DNA構建塊）時，回溯的RNA可以附著在它被擠出的通道上，使其保持更長時間。 鎖定的回溯複合物不太可能被TFIS驅動的切割所挽救，而更有可能延遲相關基因的轉錄。
這導致了一種理論，即回溯除了在DNA修復途徑中起關鍵作用外，還可以作為上調或下調基因作用的主要調節機制。
據研究人員稱，TFIIS可能在活細胞中以低濃度出現，並與數百種其他蛋白質競爭，以獲得並切斷回溯的RNA，以便轉錄可以繼續。 在目前的研究中，研究小組使用高濃度的純化TFIIS（非競爭蛋白）來精確切割任何回溯的RN**片段，使其出現在細胞遺傳密碼的任何位置。 這使得切割片段成為一種可用於讀取序列並為其位置和功能提供線索的技術。
研究小組還發現，控制組蛋白的基因極易受到持續回溯的影響。 作者推測，這種情況發生的程度，以及某些基因轉錄的相關變化，可能會控制細胞重建染色質所需的大量組蛋白積累的時間。 他們還表明，持續的回溯可能會影響對組織發育至關重要的基因的及時轉錄。
除了其潛在的有用功能外，持續的回溯還可能導致DNA損傷和其他導致疾病的遺傳功能障礙，“第一項研究的作者Kevin Yang說，他是Nudler實驗室的研究生。 “例如，我們推測，在衰老或癌症的背景下測量回溯可能有助於我們理解為什麼細胞應激反應和細胞複製會失敗，並提出新的方法。
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