当建筑物受损时，总承包商经常监督各种分包商 - 制造商，电工，管道工和干墙衣架 - 以确保按正确的顺序和准时进行维修。

同样，当DNA被破坏时，分子总承包商会监督遗传分包商网络，以确保正确及时地执行保护和修复基因组所需的各种细胞任务。

科学家们已经知道，一个名为SOG1的主基因就像一个修复的总承包商，与植物细胞的各种遗传分包商协调，以产生有效的DNA损伤反应。但是，目前尚不清楚哪些特定基因属于分包商，也不清楚SOG1如何与它们相互作用来监督DNA损伤反应。

现在，Salk研究所的研究人员报告了哪些基因被打开或关闭，以及以何种顺序，协调保护和修复基因组以响应DNA损伤所需的细胞过程。这项研究发表在2018年10月10日的“美国国家科学院院刊”上，揭示了控制复杂生物过程的遗传框架，这对于理解植物特别是生物体如何应对具有广泛的意义。具有DNA损伤，确保长期健康和健康。

“正如一座结构受损的建筑物可能不安全，DNA损坏的细胞会被忽视或未修复，这可能是危险的，”该论文的高级作者Julie Law助理教授说。“然而，在检测到受损DNA之后发生的事件的时间和整体协调仍然知之甚少.SOG1是否像微管理器一样，直接将每个分包商指向一项任务，或者它是否具有更多的不干涉作用?本文介绍我们更接近于了解DNA损伤的反应是如何协调的，以保持基因组的稳定性。“

为了更好地了解整个DNA损伤反应中基因调控的动态，并确定SOG1在这种反应中的直接作用，Law和她的团队在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中进行了一系列实验，拟南芥是一种常用于遗传学研究的杂草。他们种了两套拟南芥幼苗：一组正常;另一组包含SOG1基因的突变版本，使其无法运作。

The team exposed both sets of plants to strong ionizing radiation to generate DNA double-strand breaks. Then they analyzed gene expression changes compared to non-irradiated controls at six time points ranging from 20 minutes to 24 hours. They found the expression of approximately 2,400 genes went up or down in response to DNA damage during that time period, almost all of which depended on SOG1's presence. However, they found that only approximately 200 -- or about 8 percent -- were directly activated by SOG1, which revealed the first layer of a complex gene regulation network and showed SOG1 to be taking a more "hands off" overseer role.

为了解这些大约2,400个基因正在做什么，Law的小组将他们的数据输入到一个名为DREM的软件程序中，该程序在整个研究的24小时内识别具有相似表达模式的基因。这导致鉴定了11组在不同时间尺度上起作用的基因，并在植物对DNA损伤的反应的不同方面发挥已知或预测的作用。

“对于DNA损伤反应中涉及的特定基因网络和子网以及它们的时间安排，我们感到非常兴奋，这是以前没有做过的，”Law说。

除了通过维持基因组稳定性来告知改善作物健康的策略之外，这项工作还可以揭示其他生物体中DNA损伤反应的保守方面，因为SOG1与具有类似“一般”的动物中的基因之间存在许多相似之处。承包商“功能 - p53基因，一种肿瘤抑制因子，在抗击DNA损伤以预防癌症方面的作用。

接下来，实验室计划根据其表达谱研究DNA损伤反应中涉及的新因子的作用，并继续探索由SOG1直接或间接控制的基因网络。

该论文的其他作者包括Clara Bourbousse和Salk的Neeraja Vegesna。

这项工作由丽塔艾伦基金会，赫斯特基金会，凯瑟琳基金会奖学金，杰西和卡里尔飞利浦基金会，格伦医学研究基金会，查普曼基金会和赫尔姆斯利慈善信托基金资助。