武汉大学Cell文章揭示转录的奥秘

　　

生物通报道  来自武汉大学、加州大学圣地亚哥分校的研究人员在新研究中证实，SR蛋白与7SK和启动子相关新生（Nascent ）RNA协同作用，促进了转录过程中停顿的聚合酶释放。这一研究发现为阐明真核基因中的转录调控机制，深入了解相关疾病提供了重要的理论依据。相关论文发表在5月9日的《细胞》（Cell）杂志上。

领导这一研究的是武汉大学特聘教授付向东（Xiang-Dong Fu），其现任职于美国加州大学圣地亚哥分校细胞和分子医学系。他在美国曾获得两项专利，在国际学术期刊发表论文100多篇，其中发表在Nature，Science，Cell三大顶级期刊上的论文有10余篇。在分子生物学，生物化学等领域有较深造诣，在生命科学界付向东因发现SR家族的剪接因子和一个新的激酶家族而为众人瞩目。

RNA聚合酶II(Pol II)是三大RNA聚合酶之一，存在于基因转录装置的核心位置，编码蛋白质基因的转录受到RNA聚合酶的调控。RNA聚合酶解开DNA双链，沿着一条链移动。在移动过程中，它们一边“解读”DNA链上的核苷，一边合成一条相应的RNA链。由Pol II合成的RNA就是信使RNA(mRNA)，它们将合成蛋白质的指令传给核糖体。

过往的研究证实，在果蝇和许多哺乳动物的多个基因进行转录时，RNAPII往往会在启动子附近的某些特定区域发生停顿。这种停顿往往是发生在RNAPII复合体形成和转录起始之后。而这个转录早期延伸的时期也是许多基因调控手段发生效用的时期，在基因调控方面有着重要意义。

转录延长促进因子b（Positive Transcription Elongation Factor b, P-TEFb）是一个帮助RNAPII转录复合物从停顿位点释放的具有激酶活性的重要辅助因子。通常情况下，P-TEFb被束缚于7SK snRNP复合体以中一种非活化状态存在，当其解离出来时才能激活转录。然而目前对于P-TEFb是如何在转录激活过程中从7SK snRNP复合体转换到RNAP II的机制仍不是清楚。

在这篇文章中，研究人员证实7SK snRNP复合体的组成元件SRSF2（又称作SC35，SR剪接因子）积聚在了基因的启动子上，在转录停顿释放中发挥了直接的作用。他们证实通过SRSF2结合转录起始位点（TSS）附近的新生RNA，SRSF2以一种RNA依赖性的方式，介导了P-TEFb从7SK snRNP复合体中释放出来，并激活了转录。

这些新研究发现揭示了SR蛋白一个意外的功能，在基因激活过程中对启动子近端的新生RNA起作用，这与HIV Tat/TAR激活细胞基因的机制相类似。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

SR Proteins Collaborate with 7SK and Promoter-Associated Nascent RNA to Release Paused Polymerase

RNAP II is frequently paused near gene promoters in mammals, and its transition to productive elongation requires active recruitment of P-TEFb, a cyclin-dependent kinase for RNAP II and other key transcription elongation factors. A fraction of P-TEFb is sequestered in an inhibitory complex containing the 7SK noncoding RNA, but it has been unclear how P-TEFb is switched from the 7SK complex to RNAP II during transcription activation. We report that SRSF2 (also known as SC35, an SR-splicing factor) is part of the 7SK complex assembled at gene promoters and plays a direct role in transcription pause release. We demonstrate RNA-dependent, coordinated release of SRSF2 and P-TEFb from the 7SK complex and transcription activation via SRSF2 binding to promoter-associated nascent RNA. These findings reveal an unanticipated SR protein function, a role for promoter-proximal nascent RNA in gene activation, and an analogous mechanism to HIV Tat/TAR for activating cellular genes.