遺傳信息的表達(dá)始于轉(zhuǎn)錄。在后生動(dòng)物中,RNA聚合酶II(Pol II)介導(dǎo)的mRNA轉(zhuǎn)錄在多個(gè)階段受到復(fù)雜的調(diào)控,以確?;虮磉_(dá)的精確性。Pol II在啟動(dòng)子近端暫停的建立及釋放是早期轉(zhuǎn)錄延伸的關(guān)鍵調(diào)控步驟。正向轉(zhuǎn)錄延伸因子(P-TEFb)是Pol II從暫停到釋放至有效延伸階段轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵調(diào)控因子。在轉(zhuǎn)錄信號(hào)刺激下,P-TEFb從非活性復(fù)合物中釋放出來(lái),進(jìn)入活性超級(jí)延伸復(fù)合物(SEC),從而激活轉(zhuǎn)錄。林承棋、羅卓娟教授之前研究鑒定并發(fā)現(xiàn),SEC是后生動(dòng)物中調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄的重要復(fù)合物,與早期胚胎發(fā)育及機(jī)體應(yīng)激反應(yīng)等生理活動(dòng)密切相關(guān)。SEC各亞基的突變與多種不同的人類(lèi)疾病相關(guān),但其具體分子作用機(jī)制,特別在轉(zhuǎn)錄調(diào)控功能方面的差異,尚不明確。
2023年8月1日,東南大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院林承棋教授和羅卓娟教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊Journal of Molecular Cell Biology在線(xiàn)發(fā)表了題為“Distinct roles of the two SEC scaffold proteins, AFF1 and AFF4, in regulating RNA Pol II transcription elongation” 的研究工作。報(bào)道了超級(jí)轉(zhuǎn)錄延伸復(fù)合物(SEC)的兩個(gè)支架蛋白AFF1和AFF4在基因組上的定位差異,并揭示它們可分別在轉(zhuǎn)錄的不同階段調(diào)控RNA聚合酶II的轉(zhuǎn)錄起始與延伸。
該工作描繪了AFF1和AFF4在基因組上的差異性分布。通過(guò)基因組學(xué)定位分析發(fā)現(xiàn)AFF1主要結(jié)合在轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)TSS的上游,而AFF4在TSS的下游富集。AFF1和AFF4功能缺失都會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄延伸速率改變。有趣的是,AFF4敲除導(dǎo)致一部分AFF4結(jié)合的活躍基因上轉(zhuǎn)錄延伸速率變慢并且轉(zhuǎn)錄終止提前,而AFF1的缺失則會(huì)導(dǎo)致該類(lèi)基因上的轉(zhuǎn)錄延伸速率變快且轉(zhuǎn)錄通讀。此外,AFF1的缺失還會(huì)導(dǎo)致染色質(zhì)上AFF4結(jié)合水平的增加,反之亦然。綜上所述,該研究揭示了SEC的兩個(gè)支架蛋白AFF1和AFF4在調(diào)控Pol II轉(zhuǎn)錄中分別發(fā)揮不同、一定程度上相互拮抗的轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用。
圖1.作用模式圖
東南大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院林承棋教授和羅卓娟教授為該論文的共同通訊作者。東南大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院博士生車(chē)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)、博士生劉曉旭、戴倩博士(現(xiàn)在安徽醫(yī)科大學(xué))為該論文的共同第一作者。該工作得到了科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃 (2018YFA0800100、2018YFA0800103) ;國(guó)家自然科學(xué)基金 (32030017、31970617、31970626) ;深圳市科技計(jì)劃 (JCYJ20210324133602008、JCYJ20210324133601005)等項(xiàng)目的資助。(生科院)