在當代,對基因表達進行外部控制的策略通常會涉及改良性的啟動子和工程化的轉錄因子,而且,目前很多選擇,包括像四環素誘導的各種系統,已經具有可行性。這些系統具有特色鮮明和誘導性強的優點,但也具有局限性,比如在將多重工程序列引導入目標細胞中的需求方面,以及缺少調控未修飾性內生啟動子表達的能力。
早在2004年,哈佛大學醫學院的Richard Mulligan及其同事公布了一種方法替代傳統的轉錄控制模式,目標抄本在這里被連接到一種核酶功能域中,該核酶功能域的裂解活動性是由一種小分子配位體調控的。更近發生的事情是,Mulligan的研究小組已經開發出一種甚至更為簡單的解決方法,來對外源基因進行調控,這一策略要求僅僅引入一種單一的密碼子序列,來對蛋白質生產實行強勢的調控。
已有的幾項研究表明,像G418這類的配糖類抗生素是能夠抑制哺乳動物細胞中的無義突變的。根據這些發現,Mulligan的研究小組檢驗了G418對于人體阿樸脂蛋白CII-熒光素融合基因表達的相關調控能力。他們發現,在人體細胞中僅僅低水平的熒光素酶活動,才能以濾過性毒菌的方式將這一轉基因進行轉錄;但是,G418的介入導致了熒光素酶活動中一種濃度依賴型的增加,野生型活動最高可達72.8%。他們在誘導1小時之后就迅速對翻譯的恢復進行了檢測,最遲也不會晚于48小時。這種方法應用于幾種不同的人體細胞系都表現得很好,其它配糖類物質也被證明對于無義抑制是合適的,雖然G418是最有效的。G418也被證明是能夠強烈而且特定性地誘導體內的熒光素酶活動,這既發生在那些氣管中感染有濾過性毒菌生成的小鼠中,也發生在那些經過致死輻射的小鼠中,它們的骨髓是利用濾過性毒菌誘導的造血干細胞重新生成的。
研究者并沒有觀察到這些研究中所使用的劑量產生了什么毒性效果,但是,仍有相當多的證據表明G418具有毒性,而且,Mulligan的研究小組也對兩種具有無義抑制能力的配糖類化合物進行了有效性方面的檢驗。兩者都不如G418有效,但是,兩者都被證明是能夠在一定程度上恢復誘導細胞系中熒光素酶的活動,而且不會產生明顯的毒性效果。這些化合物相比較而言仍然很新,從毒理學角度講特征也不突出,但是,它們展示出了識別其它小分子催化劑有效性的潛力——雖然研究者提示說,這里發現的G418毒性缺少仍然鼓勵人們在設計試驗時使用這種方法。
這一系統看起來為我們提供了一種替代基因有效控制的神奇的簡單方法,它最小限度地僅僅需要一種單個終止密碼子的插入。對于這一系統來說,很多問題仍然需要澄清——例如,不同種類的終止密碼子的效果看來是可變的和環境依賴型的,終止密碼子插入到目標蛋白質上的潛在效果如何是不清楚的。然而,Mulligan和他的同事認為,隨著進一步在精細方面進行努力,這一方法可望對于科學研究和基因治療應用來說都是一種強大的工具?!笆聦嵣?,在任何表達載體存在的情況下,建立起調控機制應該是可能的,”他們推斷說,“而且,要在它們正常的內源性的控制成分存在的情況下,為那些編碼蛋白質序列的表達調控做準備?!?/P>