我们细胞内的DNA经历着张力和扭曲，这受到压缩、环绕、缠绕和解旋的蛋白质的影响。然而，科学家们仍在学习这些物理力量如何影响基因转录。
劳拉·芬齐，克莱姆森大学威纳德·L·米勒（Jr. ’69）和希拉·M·米勒医学生物物理学讲座教授指出：“有许多机械力量在不停地起作用，这些力量我们常常忽视且了解甚少，而这些主题通常不在教科书中涵盖。”
转录是细胞通过DNA片段创建RNA拷贝的机制。一种RNA，称为信使RNA（mRNA），携带着生成细胞或组织结构和功能所必需的蛋白质的信息。
RNA聚合酶（RNAP）是一种负责合成mRNA的蛋白质。它沿着双螺旋DNA移动，解开DNA以读取一条链上的碱基对序列，并生成相应的mRNA。转录过程始于RNAP附着在DNA中的“启动子”序列上，并在“终止子”位点结束，此时mRNA被释放。传统观点认为，一旦mRNA被释放，RNAP就会从DNA上脱离。
芬齐领导的研究团队，包括克莱姆森大学物理与天文学系的研究教授大卫·邓拉普，首次揭示了机械力量如何影响另一种终止方法。
研究人员利用磁镊子将RNAP拉沿DNA链移动，并演示了在到达终止子时，细菌RNA聚合酶实际上可以留在DNA上，并可能向后或向前移动到另一个启动子以启动新的转录轮次。因此，力的方向影响DNA的某部分能够被转录多次或仅一次。芬齐和邓拉普发现，这种力驱动的回收机制可以改变相邻基因的丰度。
此外，他们发现RNAP有效滑动依赖于其α亚基的C端区域来识别与运动方向相反的启动子。这些亚基帮助它保持对齐，使其能够旋转并附着在DNA的另一条链上，那里可能有另一个启动子，正如芬齐解释的那样。实际上，没有α亚基，RNAP无法向相对排列的启动子旋转。
深入理解管理基因组内转录活性的分子过程可能会导致新的治疗策略，在这些策略中，RNAP可以被改变以抑制特定蛋白质，帮助预防疾病。
芬齐提到，基因组中可能存在某些特定区域，在这些区域中回收发生的频率可能高于其他区域，尽管这一点尚未得到确认。
“我希望有一天我们能够创建一个关于在我们身体中不同细胞类型的各个阶段作用于基因组的力量的空间和时间图谱。我们的研究强调了力量对重复转录可能性影响的重要性，最终可能有助于预测和直观展示不同基因的不同转录水平，”芬齐表示。
