本报讯（见习记者江庆龄）明升官网明升体育app院分子植物明升体育app卓越创新中心/明升官网明升体育app院合成生物学重点实验室研究员张余课题组成功解析了酵母细胞mRNA（信使核糖核酸）转录终止状态的复合物结构，揭示了核酸外切酶介导mRNA转录终止的分子机制，对进一步理解基因转录的工作机制具有重要意义。3月28日，相关研究成果发表于《自然》。
转录是中心法则必不可少的一步，在基因表达过程中发挥着重要作用，按其反应过程可以分为转录起始、转录延伸和转录终止。其中，转录终止是指RNA（核糖核酸）聚合酶停止RNA延伸、释放RNA并从DNA（脱氧核糖核酸）解离的过程。正确的转录终止对mRNA的稳定性和RNA聚合酶的高效循环利用至关重要。真核细胞RNA聚合酶II （Pol II）的mRNA转录终止机制非常保守，主要依赖于RNA核酸外切酶的活性，然而外切酶终止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转录复合物的三维结构。研究发现，外切酶稳定结合在Pol II的RNA通道外侧，外切酶的结合位置和Pol II的转录延伸因子互相重叠，促使了延伸因子的解离，并解释了外切酶延缓Pol II转录延伸速率的原因。
根据以上结构信息，研究团队进一步提出了外切酶介导的mRNA转录终止机制，表明mRNA的转录终止符合修正版的“鱼雷”模型，即Pol II类似航行的军舰，外切酶“鱼雷”追赶上Pol II后，吸附在Pol II上，随后利用其水解RNA转化的机械力将RNA从Pol II中拖拽出来。
此外，通过比较细菌、古菌和真核生物mRNA转录终止过程，研究团队发现三域生物利用相似的方式终止mRNA合成。这些终止因子均结合在聚合酶的RNA通道外侧。真核生物利用Rat1/XRN2/XRN3的外切酶活性、细菌利用Rho的RNA移位酶活性、古菌利用FttA的外切酶活性解离mRNA。
相关论文信息：
http://doi.org/10.1038/s41586-024-07240-3
《明升官网明升体育app报》 (2024-03-29 第1版 明升要闻)
