中國科學家揭示基因轉錄終止的分子機制

3月28日，中國科學院分子植物科學卓越創新中心/中國科學院合成生物學重點實驗室研究員張余課題組成功解析了酵母細胞mRNA轉錄終止狀態的復合物結構，揭示了核酸外切酶介導mRNA轉錄終止的分子機制，對進一步理解基因轉錄的工作機制具有重要意義。相關研究發表于《自然》。

準確高效的轉錄終止對于基因的正常表達和RNA聚合酶的回收利用等至關重要。真核細胞RNA聚合酶II （Pol II）的mRNA轉錄終止機制非常保守，主要依賴于RNA核酸外切酶（酵母Rat1，哺乳動物XRN2，植物XRN3）的活性，然而外切酶終止Pol II mRNA合成的分子機制尚未闡明。

研究團隊在體外重構了外切酶終止Pol II mRNA合成的過程，并解析了外切酶結合Pol II轉錄復合物的三維結構。研究發現，外切酶穩定結合在Pol II mRNA退出通道外側，直接將Pol II合成的RNA引導至外切酶活性中心，外切酶的結合能夠促進Pol II轉錄延伸因子的解離，同時延緩Pol II的轉錄延伸速率。在此基礎上，研究團隊提出了外切酶介導真核細胞mRNA轉錄終止的分子機制。

外切酶Rat1與Pol II形成的復合物結構（左模式圖，中和右復合物結構圖） 圖片來源于《自然》 

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-024-07240-3