威尔细胞与分子生物学研究所研究人员报告称，基因调控DNA序列中的两类核心元件——启动子与增强子——可能遵循共同的调控规则，且在不少情况下能够执行相同功能。研究团队表示，这一结果来自其开发的高通量检测技术QUASARR-seq，相关发现或将影响基因疗法调控元件设计、疾病相关突变解读以及癌症遗传学研究。

启动子与增强子的界限或不再绝对

该研究来自康奈尔大学农业与生命科学学院（CALS）计算生物学Tisch大学教授、威尔研究所教员余海源实验室。研究团队指出，传统上对启动子与增强子进行严格分类的做法可能过于绝对，因为两者在生物学规则上呈现出一致性，并可能协同发挥作用。

研究论文于2026年1月30日发表在《自然通讯》。论文由威尔研究所研究生Mauricio Paramo牵头，团队在与分子生物学与遗传学Barbara McClintock教授John Lis实验室合作下，开发出可在同一实验框架内同时测量DNA序列启动子活性与增强子活性的技术QUASARR-seq。研究人员称，以往多数方法通常只能一次评估一种功能，因此难以回答两类活性是否以及如何在同一DNA序列中相互作用。

QUASARR-seq同时测量两类活性，显示“统一语法”

研究团队利用QUASARR-seq对数千个人类调控元件进行并行测试后表示，多数启动子与增强子序列能够同时执行两种功能，显示两者更像是遵循统一调控逻辑的元件，而非两类根本不同的类别。

Paramo在论文相关表述中称，团队观察到启动子与增强子遵循相同的“语法”，关键之处在于“同一元件可以执行两种功能”。研究人员还表示，QUASARR-seq使其能够在数千种活性规模上同时测量两类基因转录活动，即DNA驱动的基因复制与mRNA生成，从而更清晰地看到两种功能之间的紧密交织。

研究团队在论文中提到，启动子与增强子共同参与调控细胞内多类过程，包括干细胞分化为神经元、免疫系统应对感染以及组织对压力的响应；任一类型元件发生突变都可能引发基因调控异常，并与癌症、发育障碍等疾病相关。

发现双向反馈：启动子也可增强增强子活性

除双功能特征外，研究还报告了双向反馈回路：增强子激活启动子符合既有认识，但研究人员称其同时观察到启动子也能增强附近增强子的活性。团队认为，这种相互强化机制可能与细胞在压力或分化过程中形成高活性转录“枢纽”有关。

余海源在相关表述中称，这并非单向通路，而更像是调控元件相互影响的网络，并为理解与设计基因表达提供新的框架。

对基因疗法与突变解读的潜在影响

研究人员表示，启动子与增强子共享调控逻辑的结论可能带来生物医学层面的应用启示。当前基因疗法常依赖工程化启动子与增强子来控制治疗基因的表达时机与强度；团队认为，QUASARR-seq可用于筛选或设计具备双重功能的调控元件，使其在不同细胞类型中的表现更稳健、可调且更可预测。Paramo指出，由于启动子与增强子的强度紧密相关，单一工程化改动可能同时提升两种功能。

在对人类调控元件中的疾病相关突变进行分析时，研究团队还称，当变异破坏一种活性时，几乎总会同时破坏另一种活性。研究人员据此表示，一些此前被认为影响较轻的突变，可能具有更广泛的影响范围。

在癌症相关层面，研究人员指出，癌症常获得启动子与增强子中的突变并重塑基因表达；双功能元件的存在或有助于解释部分调控突变为何与肿瘤侵袭性增强或耐药相关，因为单一受损元件可能同时扰乱其自身基因及多个远端靶点的调控。

研究团队在论文中总结称，通过揭示启动子与增强子在共享调控代码下运作并可相互强化，该研究提出更统一的基因调控模型：基因组中的调控元件并非彼此孤立的“开关”，而更像相互连接的调控枢纽网络。