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中文产业新闻· BioArt·· 13 天前评分36

David Schatz/吴丽贞等在 Nature 揭示转录暂停与延伸因子调控体细胞高频突变(SHM)新机制

Nature | David Schatz/吴丽贞等揭示转录暂停与延伸因子调控体细胞高频突变(SHM)的新机制

导读

David Schatz与吴丽贞团队在 Nature 发表研究,揭示转录暂停与延伸因子调控体细胞高频突变(SHM)的新机制。AID 约 25 年前被发现是催化 SHM 的绝对关键因子,但其分子机制长期未解,本研究为该问题提供了新的解释。

深度解读

体细胞超突变(SHM)在活化B细胞中对免疫球蛋白可变区引入点突变,支撑抗体亲和力成熟;这一过程由胞嘧啶脱氨酶AID启动,其造成的U:G损伤经不同修复路径产生多样的碱基替换[1]。SHM与转录的关联早已确立[3],AID也被证明经由与停滞PolII相关因子Spt5的相互作用被引导至RNA聚合酶II(PolII)停滞处,Spt5的聚集可预测AID诱导的突变[4],其基因组靶点则富集于高度转录的超级增强子与调控簇[5]。近期研究进一步鉴定出延伸因子ELOF1为SHM所必需,它通过稳定暂停状态的PolII被认为有助于形成AID作用的停滞底物[6,7]。但究竟哪些因子介导AID的染色质招募、又如何生成这一假想中的停滞PolII底物,始终悬而未决。

新研究转向PolII暂停与延伸的核心调控机器。负延伸因子NELF在转录起始位点附近稳定暂停的PolII,NELF的释放以及PolII走向延伸还是终止,受超延伸复合物(SEC)激酶与INT-PP2A磷酸酶的拮抗控制[8]。作者证明NELF、SEC组分MLLT1与MLLT3以及INT-PP2A磷酸酶模块均为SHM所必需。机制上,NELF能在基因体内的AID靶窗口与PolII结合;缺失NELF时,AID仍被有效招募到染色质、PolII照常转录,却无法对靶位点进行脱氨。MLLT1和MLLT3则通过其结合组蛋白的YEATS结构域与AID相互作用,是AID在靶位点富集所必需的。

这一工作把“AID作用于停滞PolII”的模型落实到具体的暂停调控环节。与促进AID结合PolII及染色质的Spt5[4]不同,NELF并不参与招募,而是催化得以发生的前提,说明招募与脱氨是两个可分离的步骤。NELF通常被视为启动子附近的暂停因子,本文显示其与PolII的结合能延伸至基因体内的AID作用窗口并具有生理功能;MLLT1/MLLT3经YEATS结构域与AID互作,又为AID的染色质富集提供了组蛋白层面的连接。这些成员本属通用的转录暂停与延伸调控机器,恰与早期“单独表达AID即可诱发SHM、提示其所需搭档并非生发中心特异”的观察[2]相合。

悬念仍在:NELF-PolII结合如何暴露AID所需的单链DNA底物,SEC激酶与INT-PP2A磷酸酶在免疫球蛋白基因上如何分工,这套机器与Spt5、ELOF1通路怎样协调,以及它是否同样影响AID对非免疫球蛋白靶点的攻击,都有待后续工作解答。

来源:中文产业新闻 · mp.weixin.qq.com