研究目標與策略

建立在 1.2.2 節的實驗結果以及探討上，基於過去觀察 RNA 聚合酶的實驗 中都缺乏 DNA 位點的資訊。因此我們會選定幾個目標基因位點，在觀察 RNA 聚 合酶的分布情形時，同時記錄這些基因位點的位置。雖然我們仍然無法直接觀察 到轉錄工廠內部的基因構造，但如果原核細胞的轉錄工廠假說為真，那麼正在被 旺盛表達的基因附近，應該也會有著較高的機率存在 RNA 聚合酶的聚集團。

而從過去的實驗中也較缺乏討論轉錄行為，具體會帶給 DNA 什麼尺度的力 量。因此我們透過螢光標定目標基因位點的上下游，來觀察當基因旺盛表達或較 不表達的情形下，基因上下游位點的運動情形以及關聯性會不會受到什麼樣尺度 的影響。想像如果基因正在被旺盛轉錄時，RNA 聚合酶及轉錄因子真的會牽動 著基因位點，或者是導致 DNA 的空間結構產生變化，那麼從基因位點的運動行 為上，就可能會受到影響產生改變。而我們也希望能夠透過運動狀態的改變，從 而推導出轉錄行為可能會牽引 DNA 的力量大小。

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圖 1.1 抗生素對類核和 RNA 聚合酶的影響

從圖中我們可以看到，在營養的 LB 培養液中，RNA 聚合酶與類核分布區域大致 相同，但 RNA 聚合酶則會出現數個聚集團在類核的邊緣（如白色箭頭所指）。

當加了氯黴素阻斷細胞的轉譯作用時，類核會變得非常收縮集聚，而當繼續添加 阻止轉錄作用（轉譯也不會進行）的利福平，類核則會呈現舒張擴散開來的狀態。

且當類核出現這樣的行為時，RNA 聚合酶也會跟著出現一樣的響應。因此可以 猜想基因表現或許對類核的組織以及 RNA 聚合酶的分布都會產生影響，只是這 具體的影響機制是什麼，就必須要有更多的證據進行驗證。

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圖 1.2 轉錄工廠的機制

「工廠」裡頭會存在著數個被旺盛表達的基因、許多的 RNA 聚合酶分子和轉錄 因子，而基因就會被拉動在此區域中，不停進行著高效率的轉錄作用。這樣的結 構在細胞中可能會有好幾個，因此如果這個效應真的存在，並且真的足以牽動更 多周圍的基因或 RNA 聚合酶加入到轉錄工廠內，那就可能會對染色體的組織提 供一個很顯著的聚集效應。i. A 基因被旺盛表達，基因周圍存在 RNA 聚合酶等 轉錄因子。ii.和 iii. 在 A 附近晃動，需要被旺盛表達且與 A 具有相同轉錄因子的 B 基因，以及更多的轉錄因子，會開始感受到 A 基因的轉錄場域，逐漸晃到 A 基因周圍一同進行轉錄。iv. 受到 B 基因的拉動，具有相同轉錄因子的 C 基因也 進入轉錄場域，最後也晃到 A 和 B 基因周圍進行轉錄，形成「工廠」。

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