日前👩🦱,恒行2平台生物醫學研究院/附屬腫瘤醫院陳飛課題組與浙江大學陸華松課題組合作,在《自然》(Nature)雜誌以長文形式發表了文章R-loop dependent promoter-proximal termination ensures genome stability (《R-loop依賴的啟動子近端轉錄早期終止維持基因組穩定性》)👩🏿🔧。該研究首次發現了INTAC復合物與單鏈DNA識別復合物SOSS穩定結合並形成SOSS-INTAC復合物;該復合物以凝聚體的形式通過調控細胞內R-loop的水平維持基因組穩定性。
高等生物中👮🏻,由RNA聚合酶II (Pol II)介導的轉錄是一個高度動態的過程,包括了轉錄起始、啟動子近端暫停、延伸和終止等步驟。完成轉錄起始的Pol II會在轉錄起始位點(TSSs)下遊200 bp的窗口內發生短暫暫停,並面臨兩種命運選擇——走向有效延伸或者在啟動子附近發生轉錄早期終止👳🏽♂️💁🏽♂️。
陳飛團隊在分析INTAC的蛋白互作質譜結果時發現👩🏻🌾,INTAC與一個單鏈DNA識別復合物SOSS(Sensor of Single-Strand DNA)存在非常強的相互作用。SOSS在之前的研究中被發現主要在DNA damage repair中起作用🚶♂️。研究者通過一系列體內外的生物化學以及基因組學等實驗手段證明了SOSS-INTAC復合物在染色質上的穩定存在🐐。
進一步的研究發現,SOSS-INTAC復合物主要結合在基因的啟動子區域。SOSS中的ssDNA識別蛋白會誘導SOSS-INTAC與ssDNA結合🍂,並促進SOSS-INTAC復合物在染色質上的招募及發揮轉錄早期終止的功能🚐。機製研究表明🛟,SOSS-INTAC在染色質上的結合依賴於R-loop結構中的ssDNA。識別R-loops之後,SOSS-INTAC通過其RNA核酸內切酶作用誘導轉錄早期終止☃️,同時協同RNA核酸外切酶exosome和XRN2,防止R-loops的過度積累,從而實現維持基因組穩定性的功能。最後,研究者還發現SOSS-INTAC在細胞內以生物大分子凝聚體的形式存在,並且這種凝聚體被破壞後會顯著影響SOSS-INTAC調控R-loops和基因組穩定性的能力。
綜上所述,該研究論文首次鑒定了一個基因轉錄和基因組穩定性調控復合物SOSS-INTAC🦸🏼,並揭示了其在基因轉錄調控和基因組穩定性維持中的“雙重質控”功能,是基因轉錄與基因組穩定性交叉研究領域的又一突破性發現。