中科院植生所张余研究组揭示不依赖DNA相互作用的转录激活机制学术资讯

来源：BioArt植物

2019年12月18日, eLife杂志在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心张余研究组、赵国屏研究组、上海科技大学杨贝研究组和浙江大学冯钰研究组合作的题为“Crl activates transcriptionby stabilizing active conformation of the master stress transcriptioninitiation factor”的研究论文，本文介绍了一种特殊的不依赖DNA相互作用而激活转录的分子机制。

转录调控是细菌应对环境胁迫、病原菌缓解抗生素压力的重要手段。转录调控由细菌的转录核心机器RNA聚合酶和一整套转录起始σ因子共同完成。细菌看家σ因子（如大肠杆菌的σ70）负责大多数的基因表达，而在环境胁迫下，σS则占据主导。Crl是协助σS实现基因表达程序快速转换的关键蛋白，然而其转录激活分子机制尚不清楚。

科研进展

该研究解析了E. coli Crl转录激活复合物的3.8Å的冷冻电镜结构。该复合物包括了E. coli的RNA聚合酶、转录起始因子σS、Crl、以及启动子DNA。在该结构中，Crl与σS的domain 2相互作用，同时还与RNA聚合酶的最大亚基 β’相互作用。不同于传统的绝大多数转录激活因子，电镜结构显示Crl不结合启动子DNA，因此从结构本身很难解释Crl对于σS-RNAP的转录促进活性。随后，该研究利用氢氘交换质谱（HDX-MS）的方法，发现在溶液状态下，Crl结合到σS之后，能够稳定σS的多个结构单元，而这些结构单元直接参与了σS与RNA聚合酶以及σS与DNA的相互作用。基于以上数据，作者提出了Crl特异性结合转录起始因子σS，稳定σS的活性构象，从而促进σS与RNA聚合酶的组装以及σS与启动子DNA的结合，进而激活σS-RNAP介导的转录。该工作呈现了一种新的转录因子与RNA聚合酶的结合方式，揭示了一种新的细菌转录激活分子机制。

科研进展

中国科学院分子植物科学卓越创新中心合成生物学重点实验室徐君操博士、上海科技大学研究生崔恺婕为论文共同第一作者，分子植物卓越中心张余研究员、赵国屛研究员，上海科技大学杨贝研究员和浙江大学医学院冯钰研究员为论文的共同通讯作者。此工作得到了中国科学院战略性先导科技专项、中国科学院前沿科学重点研究计划、科技部重点研究计划以及国家自然科学基金的资助。

论文链接：

https://elifesciences.org/articles/50928

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