澳门赌场

9月25日，澳门赌场上海免疫与感染研究所王程远研究组联合美国罗格斯大学Richard Ebright团队、美国科罗拉多州立大学Thomas Santangelo团队，在《自然》（Nature）上发表了题为Structural basis of archaeal FttA-dependent transcription termination的研究论文。该研究解析了古菌FttA因子依赖型转录终止复合物的三维结构，揭示了FttA因子介导古菌RNA聚合酶转录终止的分子机制。转录终止是RNA聚合酶停止转录延伸，并使RNA从DNA上解离释放的过程。异常的转录终止会干扰下游基因的表达，阻碍RNA聚合酶的循环利用，破坏基因组的稳定性。因子依赖型转录终止是普遍存在于细菌、古菌和真核生物中的一类转录终止机制。近年来，细菌和真核生物的转录终止的分子机制相继被阐明。然而，作为第三生命域的古菌，它的因子依赖型转录终止的机制尚不清楚。古菌转录终止因子FttA又称aCPSF1。FttA是真核生物整合子复合物中INTS11亚基和切割与加聚腺苷酸特异性因子复合物中CPSF73亚基的同源蛋白，负责古菌中多数转录单元的转录终止。FttA具有核糖核酸内切酶活性和5'→3'核糖核酸外切酶活性。同时，唯一在三域内保守的转录因子Spt5能够促进FttA的转录终止活性。然而，FttA如何介导古菌RNA聚合酶的转录终止以及Spt5如何促进转录终止的机制尚不清楚。该研究利用体外RNA切割和解离实验，确认了各个组分可以组装成具有转录终止活性的复合物。由于转录终止的过程动态且不稳定，为了捕捉稳定的转录终止复合物，研究使用突变的FttA蛋白进行复合物组装，并通过单颗粒冷冻电镜方法解析了分辨率为2.2?-2.5?的转录终止复合物结构。结构表明，FttA结合在RNA退出通道的外侧，使RNA可以直接从RNA聚合酶退出通道而进入FttA的切割活性中心。Spt5在FttA与转录延伸复合物（TEC）之间发挥桥梁作用，其N端结构域结合RNA聚合酶，C端结构域结合FttA，解释了Spt5如何促进FttA介导的转录终止。FttA以二聚体形式发挥作用，而FttAprox和FttAdist在功能上不同。FttAprox负责执行终止所需的RNA切割，而FttAdist提供支持，通过扩展与mRNA的相互作用面，增强序列U的选择性和终止复合物的稳定性。FttA的二聚体形式增强了其RNA切割活性。FttA利用核糖核酸内切酶活性对mRNA进行切割，进而利用外切酶活性进行5'→3'切割mRNA，并沿着mRNA进行5'→3'转位，从而对TEC施加机械力，引发转录终止。进一步，该研究比较了细菌、古菌和真核生物的因子依赖型转录终止机制。结果表明：在细菌中，具有转位酶活性的Rho因子结合RNA，并沿RNA的5'→3'方向转位，对TEC施加机械力，从而引发终止；在古菌中，具有核糖核酸内切酶和外切酶活性的FttA切割RNA，并同样进行5'→3'转位，触发终止；在真核生物中，INTS11或CPSF73切割RNA，随后INTS11、CPSF73或XRN2沿着RNA 5'→3'方向进一步切割和转位，引发转录终止。这些终止机制依赖于终止因子在RNA通道外侧与RNA聚合酶和RNA结合，通过转位酶活性或外切酶活性对TEC施加机械力，引发转录终止。该研究提出的三域生物因子依赖型转录终止机制的趋同进化模型，为探索生命的起源与进化奠定了研究基础。该研究通过冷冻电镜解析了古菌FttA依赖性转录终止复合物的三维结构，阐明了Spt5蛋白介导FttA与RNA聚合酶的相互作用方式，揭示了细菌、古菌和真核生物中因子依赖性终止机制的基本统一性，并为进一步探究古菌转录终止及古菌转录-翻译偶联质量控制的结构和功能奠定了基础。?研究工作得到国家自然科学基金面上项目、上海市2023年度“科技创新行动计划”基础研究项目等的支持。论文链接转录终止因子FttA和转录延伸因子NusG/Spt5转录终止复合物结构细菌、古菌和真核生物因子依赖性转录终止机制模型