Brd4-P-TEFb和SECs復(fù)合物通過不同的募集通道協(xié)同調(diào)控RNA聚合酶Ⅱ暫停解除的機制研究.pdf

1、真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控是細(xì)胞基因表達調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，細(xì)胞內(nèi)編碼蛋白的基因和核內(nèi)小RNA（snRNA）的轉(zhuǎn)錄是由RNA聚合酶Ⅱ(RNAPolⅡ)負(fù)責(zé)的。RNAPolⅡ控制的轉(zhuǎn)錄由前起始復(fù)合物組裝、轉(zhuǎn)錄起始、啟動子清理、轉(zhuǎn)錄延伸、轉(zhuǎn)錄終止等5步依次協(xié)同完成。正性轉(zhuǎn)錄延伸因子b(P-TEFb)發(fā)現(xiàn)之前，研究人員一直認(rèn)為轉(zhuǎn)錄前起始復(fù)合物組裝和轉(zhuǎn)錄起始是轉(zhuǎn)錄調(diào)控的關(guān)鍵步驟。隨著人們對P-TEFb在轉(zhuǎn)錄調(diào)控方面研究的深入，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄延伸同樣受到嚴(yán)密及精細(xì)的

2、調(diào)控，是基因轉(zhuǎn)錄的限速步驟。
　　最近的研究表明:RNA PolⅡ在啟動子區(qū)附近暫停(RNA PolⅡpromoter-proximal pausing)的調(diào)控被認(rèn)為是轉(zhuǎn)錄延伸調(diào)控過程中最關(guān)鍵步驟，與細(xì)胞的生長、增殖、分化密切相關(guān)。RNA PolⅡ啟動子區(qū)附近暫停的解除需要P-TEFb的活性。在細(xì)胞內(nèi)，P-TEFb以無活性和有活性兩種形式存在，無活性的P-TEFb主要“束縛”在7SKsnRNP復(fù)合物中，有活性的P-TEFb主要包括

3、Brd4-P-TEFb復(fù)合物和超級延伸復(fù)合物(Super Elongation Complexs，SECs)。對于P-TEFb在解除RNA PolⅡ暫停方面研究，人們的認(rèn)識只停留在P-TEFb可以促進RNA PolⅡ暫停解除層面上，至于有活性的P-TEFb復(fù)合物如何解除RNA PolⅡ暫停的詳盡而精細(xì)的分子機制尚未闡明。本研究選用HeLa cells和HCT116 cells作為細(xì)胞研究模型，采用HMBA(Hexamethylene b

4、isacetamide，HMBA)刺激作為藥物刺激模型。首先利用ChIP-seq和RNA-seq全基因組測序技術(shù)及改進的核分級分離生化技術(shù)首次發(fā)現(xiàn)HMBA誘導(dǎo)的基因中大部分屬于RNA PolⅡ暫停的基因，同時發(fā)現(xiàn)Brd4-P-TEFb和SECs復(fù)合物共同調(diào)控大部分RNA PolⅡ暫停基因的轉(zhuǎn)錄。接著利用親和純化復(fù)合物偶聯(lián)質(zhì)譜分析，免疫共沉淀及染色質(zhì)免疫共沉淀等生化與分子生物學(xué)技術(shù)，詳細(xì)地鑒定了P-TEFb解除RNA PolⅡ暫停的兩條特

5、異信號通路。1）Brd4-P-TEFb通過Med1→Med23→Tat-SF1→DSIF募集通道將P-TEFb特異性靶向DRB敏感因子(DRB-sensitivity inducing factor，DSIF)，磷酸化DSIF，解除DSIF的負(fù)性作用。2）SECs通過Med26募集通道將P-TEFb特異性靶向負(fù)性延伸因子復(fù)合物(NELF)中的NELF-E亞基，同時SECs通過Paf1募集通道將P-TEFb特異性靶向負(fù)性延伸因子復(fù)合物(N