作者:朱奕奕 来源:澎湃新闻 发布时间:2024/3/28 9:28:40
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科学家在基因转录终止机制研究中取得进展

 

遗传中心法则描述遗传信息在DNA中储存,经过RNA聚合酶传递到中间介质mRNA,随后被核糖体解码翻译成蛋白质。RNA聚合酶以DNA为模板合成RNA的过程称为基因转录,它是基因表达的第一步,也是基因表达调控的重要环节。

基因转录合成mRNA的过程分为起始,延伸和终止三个阶段。近年来mRNA起始合成和延伸的机制逐渐被揭开。

然而,由于转录终止的动态特性,mRNA合成终止的机制仍不清楚。转录终止是指RNA聚合酶停止mRNA延伸、释放mRNA、并从DNA上解离的过程。正确的转录终止对于基因的正常表达和RNA聚合酶的高效回收等至关重要。

外切酶Rat1与Pol II形成的复合物结构(左模式图,中和右复合物结构图) 受访者供图

2024年3月28日,中国科学院分子植物科学卓越创新中心/中国科学院合成生物学重点实验室张余研究组在国际著名学术期刊Nature上发表题为“Structural basis of exoribonuclease-mediated mRNA transcription termination ”的研究论文,该研究揭示了酵母细胞mRNA转录终止的分子机制。

真核细胞RNA聚合酶II(Pol II)的mRNA转录终止机制非常保守,其依赖一个RNA外切酶(酵母Rat1,哺乳动物XRN2,植物XRN3)的活性,然而该RNA外切酶终止Pol II mRNA合成的分子机制尚未阐明。

研究团队在体外重构了外切酶终止Pol II mRNA合成的过程、并解析了外切酶结合Pol II的转录复合物三维结构。

研究团队发现外切酶稳定结合在Pol II的mRNA通道外侧,直接将Pol II合成的RNA引导到外切酶的活性中心,并且外切酶的结合能够促进Pol II转录延伸因子的解离,延缓Pol II的转录延伸速率。据此,研究团队提出了外切酶介导真核细胞mRNA转录终止的分子机制。

该项研究成功解析了真核生物mRNA转录终止状态的复合物结构,揭示了外切酶终止Pol II mRNA合成的分子机制,对理解基因转录的工作机制具有重要意义。

中国科学院分子植物科学卓越创新中心张余组博士生曾媛(已毕业)为论文的第一作者,张余研究员为通讯作者。本课题受到上海市基础研究特区计划,科技部重点研究计划资助。

(原题:上海科学家在基因转录终止机制研究中取得进展,成果登Nature杂志)
 
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