复旦上医团队系统描绘DNA转录成RNA起始连续动态全程中国青年报客户端讯（中青报·中青网记者 王烨捷）日前，复旦大学上海医学院徐彦辉团队在《科学》（Science）杂志上在线发表研究长文，首次用结构重现出了转录从头起始的16个连续动态全过程，揭示了通用转录因子(GTFs)和转录泡协同RNA聚合酶Pol II调控转录起始向转录延伸转变的分子机制。

　　生命的遗传物质是DNA，而DNA可以通过自我复制，伴随着细胞的分裂传递遗传信息。DNA可以通过转录形成RNA，RNA通过翻译的过程合成蛋白质。

　　转录是基因表达调控的核心，基因表达调控在人的发育、疾病发生过程中起到重要作用。真核细胞的基因转录需要经历起始、延伸、终止等多个阶段。多细胞生物为了满足在同一套基因组的基础上实现差异性的基因表达，需要经过非常复杂且精细的基因表达调控过程。转录起始过程涉及十余个复合物上百个蛋白的巨大转变，过去几十年来，众多的实验室利用生物化学、单分子生物物理以及结构生物学等方法开展了大量探索性的工作，但对其发生过程和分子机制的理解还不够深入。

　　徐彦辉团队解析了一个转录过程中重要的动态事件：从转录起始向转录延伸的过渡，这一事件也被称为启动子逃逸。启动子逃逸是转录从起始到延伸的关键转折步骤，在这一过程中RNA聚合酶II的构象需要发生变化，在生成RNA产物的同时解离通用转录因子。

　　长期以来，这一过程一直蒙着神秘面纱。中国科学院生物物理研究所研究员朱冰点评认为，“揭示启动子逃逸过程”是领域中一个长期未能解决的问题，“因为这是一个快速的动态事件，RNA聚合酶II延伸的速度一般被认为是每分钟几千个碱基，而启动子逃逸过程涉及的只有最初的20个左右的碱基的合成，也就是说需要在几秒钟内完成一系列的动态事件，这对于结构生物学研究是一个极大的挑战”。

　　据介绍，复旦上医团队设计了一系列的转录模板，可以控制RNA聚合酶II停在转录最初17个碱基时的任意一个碱基位置。这一设计好比让连贯的场景变成一帧帧定格画面，随后，研究人员逐步捕捉每一步的画面，连贯而成一部动态“电影”。这部“电影”也首次描绘出了连续的转录起始动态全过程，揭示完整转录起始过程及其分子机制。

　　此前，徐彦辉团队连续在Science杂志发表5篇研究论文，揭示多个转录起始关键过程的分子机制，包括揭示人源BAF复合物的染色质重塑机制、转录起始复合物识别基因启动子及其动态装配机制、中介体促进RNA聚合酶磷酸化和转录激活机制、+1核小体调控转录起始的分子机制以及发现并鉴定新型转录调控复合物INTAC。上述工作较为系统地揭示了转录起始各个阶段关键点的复合物状态，推动了对转录机制的深入理解。

　　复旦大学生命科学学院青年研究员陈曦子、复旦大学生物医学研究院2019级直博生刘维达、青年研究员王茜敏以及粤港澳大湾区精准医学研究院博士后王鑫鑫为本文共同第一作者，复旦大学附属肿瘤医院研究员、生物医学研究院兼职研究员徐彦辉为通讯作者。