2月27日，田啟文在接受媒體採訪時表示，中國香港影視男演員吳孟達因肝癌去世。消息一出，引起輿論一片譁然。人們在感嘆一位喜劇巨星隕落的同時，更加惋惜的是一代人的回憶正在逝去。隱藏在這背後的，是生命對時間流逝的感懷。
生命賦予時間意義，時間丈量生命輪迴。從卵細胞受精著床而成為胚胎伊始的那一刻，時間開始對生命發揮作用。DNA、RNA和蛋白質隨時間的進程而相互碰撞，相互作用。精準的調控不差毫釐，成就了十月懷胎後的呱呱墜地。分子仍在工作，調控仍在繼續。這是一場跨越數十年的具有時空特異性的反應，引領大部分人走向成年、中年，經歷衰老、疾病，最後歸於塵土，融於自然。至此，分子崩裂，調控終止，元素四散，或入植物向陽而生，或入河流成化魚鱗，或入星辰，或入大海，成就生命的輪迴。億萬年的演化，生命無一不規避死亡，又無一不向死而生。今天就來談談調控哺乳動物細胞增殖繁衍的一個重要基因——c-Myc。
腫瘤是細胞超限度增殖後產生的無功能（低分化）或有功能（高分化）的非正常組織，是哺乳動物生命特別是人類自然死亡的重要原因之一。惡性腫瘤是理論上具有無限增殖能力的腫瘤。其對人體的主要威脅來自於由基因變異導致的腫瘤胞間粘連能力下降，進而導致的脫離組織，入血或淋巴周身轉移的能力。隨著腫瘤侵犯正常組織，影響其正常功能，導致多器官衰竭，最終導致死亡。
正常的細胞不會無限增殖。從分子生物學角度，增殖的本質是細胞遺傳物質（脫氧核糖核酸，簡稱DNA）的複製。而這一過程需要眾多蛋白質的參與，包括DNA解旋酶、DNA引物酶、DNA聚合酶等。由於DNA呈反向平行的雙螺旋結構，其複製要求打開雙鏈並解旋，形成複製泡，進而允許DNA聚合酶全酶（帶有三個DNA聚合酶的大分子複合物）進入複製起始位置開始複製。可見複製能否起始的關鍵在於DNA解旋酶（真核生物中為Mcm複合體）能否順利執行其功能。Mcm複合體的最終激活需要蛋白激酶CDK的介入（激酶一種可以催化蛋白質相應胺基酸位點磷酸化的酶）。CDK（Cyclin依賴的激酶，cyclin dependent kinase）只有結合cyclin蛋白後才能發揮作用，這就是所謂的細胞周期檢查點調控靶標。由各種上遊信號通路介導的CDK或cyclin失活即可以阻滯細胞周期。相反，CDK或cyclin抑制的解除是開放細胞周期所必須的。這就形成了一個典型的調控模式。
除了細胞DNA的複製之外，RNA的轉錄也在精細的調控之下。RNA聚合酶不具有結合閉合雙鏈DNA的能力。這意味著在細菌中，RNA聚合酶必須在其他蛋白（轉錄因子）的協助下才能結合閉合的雙鏈環狀DNA。而在真核細胞中，雖然DNA以線性模式存在，但其兩端是封閉的端粒，RNA聚合酶也必須在轉錄因子的協助下才能定位到基因組的特定位置開始轉錄。轉錄因子可以識別特定的鹼基序列，這一過程是通過不同鹼基帶有不同的氫鍵，可以和不同蛋白質特異性相互作用來實現的。由於轉錄不能在任意位置開始，所以RNA聚合酶只能結合特定的基因序列。這一個基因序列被轉錄因子識別，在真核細胞中是TATA序列，由轉錄因子TFIID識別並結合。除了TFIID之外，常見的通用轉錄因子還包括TFIIB、TFIIA、TFIIH等。不同的轉錄因子作用不盡相同，但整體上，它們都起到幫助RNA聚合酶入位，或幫助其起始轉錄的作用。RNA聚合酶能夠正確入位一段基因並形成穩定的開放複合體的能力被稱為RNA聚合酶對該基因的可及性（Accessibility），或者為了方便可以稱其為直接可及性。RNA聚合酶能夠正確入位並開始轉錄一段基因的能力被稱為RNA聚合酶對該基因轉錄的可及性，同理也可叫間接可及性。可及性的高低是轉錄水平的根本。
帶有TATA盒子的靠近轉錄起始位點的序列被稱為啟動子，廣義上的啟動子還包括增強子這些遠端序列。而增強子的本質就是結合更多轉錄因子以增強RNA聚合酶的入位。
RNA聚合酶的入位涉及到多個步驟。在真核細胞中可以被概括如下：
1. 轉錄因子通過識別DNA的TATA盒子而入位
這一過程由TFIID執行，並招募TFIIB。TFIIB可以在BRE序列（並非所有啟動子均有）和TFIID的共同招募下入位（強啟動子），也可以只在TFIID的單一招募下入位（弱啟動子）。
2. RNA聚合酶通過與轉錄因子的相互作用而入位
這一過程涉及到RNA聚合酶的C端尾巴（CTD）與TFIIB和TFIID相互作用進而入位。
3. RNA聚合酶由閉合複合物到開放複合物的轉變
這一過程涉及到TFIIH作為DNA轉位酶移動小段下遊DNA以促進RNA聚合酶形成開放複合體。該過程需要較大的無核小體結合的DNA區以完成轉位。該過程完成後，RNA聚合酶已經和DNA形成了高親和力的緊密結構，無法自行脫離，標誌著入位的真正成功。
4. RNA聚合酶的脫離
這一過程由TFIIH招募激酶磷酸化CTD的Ser5位點進而釋放RNA聚合酶。
5. 近段轉錄暫停的恢復
這一過程涉及到p-TEFb因子對轉錄暫停因子和CTD的Ser2位點的磷酸化進而釋放RNA聚合酶以更長延伸。這一過程的完成標誌著轉錄起始的真正成功。
以上每一步都可以作為任何一個基因轉錄過程中的限速步驟。所謂對基因轉錄的促進，本質上就是將原有限速步驟轉變為非限速步驟，即加速的過程。所謂對基因轉錄的抑制，就是將原有的非限速步驟轉變為限速步驟的過程。由於真核細胞中的DNA遍布核小體，這已經起到了大大減低直接可及性的作用，所以真核細胞中更多的序列特異性轉錄因子起到的是激活子的作用。
對於步驟1、步驟2和步驟3，激活子的作用是通過減少核小體密度來完成的，本質上就是增加直接可及性，將原本作為限速步驟的這一步轉變為非限速步驟。常見的方法有兩種，一是激活子結合到啟動子特定序列後招募核小體重塑蛋白複合體以移動核小體的位置，創造出更大的空間，增加直接可及性。二是激活子招募組蛋白乙醯轉移酶（HAT）以乙醯化組蛋白相應胺基酸殘基，中和其正電荷，減弱其和DNA的作用，疏鬆結構，增加直接可及性。
對於步驟4，其一般並非轉錄的限速步驟，但理論上可以通過與TFIIH或其招募的激酶相互作用，增強其對啟動子的入位並最終促進CTD5的磷酸化而增強間接可及性。對於步驟5，p-TEFb可以通過蛋白質-蛋白質相互作用被招募，進而促進轉錄暫停的恢復，這一步也是增強間接可及性。
真核細胞也有常見的抑制性轉錄因子，它們發揮作用的方式一般是通過阻斷激活性轉錄因子的作用而消除激活，起到逆轉，比如競爭性或非競爭性抑制上述起到激活作用的任何一個轉錄因子、組蛋白重塑複合體或HAT以消除激活，或者比較少見地直接通過和激活子相反的方式發揮作用，增加限速步驟，如結合到啟動子的序列以阻止轉錄因子或RNA聚合酶的入位，降低直接可及性。
當然，也有比較少見的其他作用方式，如通過改變DNA的物理構象促進轉錄等，但由於比較少見，不再贅述。增強子和超級增強子以及絕緣子發揮作用的方式大同小異，由於並不涉及本文的重點，也不再贅述。
c-Myc神奇在哪裡？
吳孟達的c-Myc水平有沒有異常，無從得知。但作為能坐眾多腫瘤基因頭把交椅的c-Myc究竟神奇在哪裡？本文之所以將轉錄的調控等基礎知識花眾多筆墨寫在前面，就是為了能夠更好地展現c-Myc的神奇。
c-Myc是細胞增殖的正性調控蛋白，是非常常見的轉錄因子。由於剛剛已經提到，cyclin作為細胞複製DNA所必須，c-Myc必定要上調cyclin的轉錄。而這個過程是由c-Myc參與的。c-Myc結合特殊的一段DNA序列——E-box發揮作用。人類基因組中已有近60%的基因被證明帶有E-box序列。在轉錄正性調控中，c-Myc已被發現有三種方法參與調控。方法一：c-Myc可以和BPTF蛋白（核小體重塑複合物NURF的重要組分）相互作用，促進核小體的轉位，增大相應轉錄位點的空間，提高直接可及性，促進RNA聚合酶的入位【4】。方法二：c-Myc可以招募HAT進而乙醯化鄰近區域組蛋白，鬆弛DNA，提高直接可及性，促進RNA聚合酶的入位【4】。方法三：c-Myc可以招募p-TEFb磷酸化相應轉錄延伸負性調控因子，提高間接可及性，促進轉錄【5】。這意味著，常見的三大限速步驟，c-Myc均有參與且加速，通過如此方法，上調cyclin的轉錄。Oishi, N., Yamashita, T., & Kaneko, S. (2014). Molecular biology of liver cancer stem cells. Liver cancer, 3(2), 71-84.https://doi.org/10.1159/000343863
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