研究人员揭示了RNA聚合酶III转录的动态过程

复旦大学研究员徐彦辉、年轻研究员陈曦子团队重建了人源RNA聚合酶PolPol III转录开始的完整动态过程揭示了Pol驱动Pol的转录因子与聚合酶催化活性的协同驱动。为了了解真核短链非编码RNA的调控，III从转录开始向延伸过渡的分子机制提供了关键的结构基础。6月4日，《自然》发表了相关研究。

聚合酶RNA(RNAPs)是转录的关键酶，负责将DNA上的遗传信息转录为RNA。在哺乳动物中，聚合酶RNA进化出3种功能分化的方式，即Pol I、Pol II和Pol III。其中，Pol II负责转录编码蛋白质的mRNA，与基因表达调节密切相关，是转录研究的重点对象。Pol III主要转录各种短链非编码RNA，在蛋白质合成、RNA剪切和细胞周期调节中起着关键作用。系统分析转录开始过程中的动态变化，尤其是从转录开始到延伸的关键转折机制，是对转录调控核心内容的深刻理解，也是目前最具挑战性的研究难点之一。

研究小组参照并优化了早期的Pol II研究方法设计了一种策略，可以捕捉转录开始向延伸转换过程中的关键中间状态。研究人员首先构建了多个启动子DNA模板，并将这些DNA模板与通用转录因子(GTFs)以及Pol III共同组装，启动体外转录反应，然后获得多个不同阶段的转录复合物。(TC)。

此外，研究小组利用冷冻电镜单颗粒技术对7个高分辨率PolPol进行了分析 III-TC结构。数据显示，Pol II与线粒体RNAP相比，Pol III转录开始向延伸转换所需的RNA链长度较短，仅为6个核苷酸。研究小组得出结论，可能与Pol 在高效生成短链非编码RNA中，III负责的模板类型及其功能要求密切相关。

研究小组获得的另一个重要发现是关于转录“重新开始”的结构证据。尽管Pol III进入延伸状态后，与通用转录因子的直接相互作用被打破，但这些因素仍然稳定地结合在启动子的上游区域，支持转录再启动系统的存在。研究发现，Pol可能是在初始阶段完成转录延伸转换和快速再启动机制。在实施高频转录任务时，III采用的策略。

值得一提的是，研究小组在这项研究中建立了一种全新的转录起始活性检测方法，不需要同位素。该方法灵敏度高，安全微毒，操作方便，适用于常规分子生物实验室，大大提高了转录研究的效率和准确性。