日前，复旦大学上海医学院徐艳辉团队在Science杂志上发表了一篇长篇研究文章，首次从头重现了16个连续动态的转录全过程，揭示了通用转录因子（GTFS）和转录囊泡与RNA聚合酶POL II协同调控从转录起始到转录延伸的转变的分子机制。
图为文章发表的截图。 所有文章**均由复旦上义提供。
生命的遗传物质是DNA，DNA可以通过自我复制将遗传信息与细胞一起传递。 DNA可以被转录形成RNA，RNA通过翻译过程合成蛋白质。
转录是基因表达调控的核心，在人类发育和疾病发生中起着重要作用。 真核细胞中的基因转录需要经历起始、延伸和终止等多个阶段。 为了在同一组基因组的基础上实现差异基因表达，多细胞生物需要经历一个非常复杂和精细的基因表达调控过程。 在过去的几十年里，许多实验室利用生物化学、单分子生物物理和结构生物学方法开展了大量的探索性工作，但对过程和分子机制的理解还不够深入。
Xu的团队揭示了转录过程中的一个重要动态事件：从转录起始到转录延伸的转变，也称为启动子逃逸。 启动子逃逸是转录从起始到延伸的关键过渡步骤，在此期间，RNA聚合酶II的构象需要改变以解离通用转录因子，同时产生RNA产物。
这个过程长期以来一直笼罩在神秘之中。 中科院生物物理研究所研究员朱兵评论说，“揭示启动子逃逸过程”是该领域长期未解决的问题，“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数千个碱基，而启动子逃逸过程只涉及最初20个碱基左右的合成， 也就是说，一系列动态事件需要在几秒钟内完成，这对结构生物学研究来说是一个巨大的挑战。
据介绍，复旦医疗团队设计了一系列转录模板，当RNA聚合酶II停在转录的前17个碱基时，可以控制其任何碱基位置。 这种设计就像将一个连贯的场景变成一个定格帧，然后研究人员逐渐捕捉每一步，形成一个动态的“电影”。 这部“影片”还首次描绘了连续转录起始的整个动态过程，揭示了完整的转录起始过程及其分子机制。
此前，徐艳辉团队在Science**杂志上发表了5项研究，揭示了转录起始多个关键过程的分子机制，包括揭示人BAF复合物的染色质重塑机制、识别基因启动子的转录起始复合物及其动态组装机制、促进RNA聚合酶磷酸化和转录激活的中间体、+1核小体调控分子机制转录起始，以及新型转录调控复合物INTAC的发现和鉴定。上述工作系统地揭示了转录起始各个阶段关键点的复杂状态，促进了对转录机制的更深入理解。
复旦大学生命科学学院青年研究员陈希子、复旦大学生物医学研究院2024年直属博士生刘伟达、青年研究员王乾敏、粤港澳大湾区精准医学研究院博士后王欣欣为本文共同第一作者， 复旦大学附属肿瘤医院研究员、生物医学研究所兼职研究员徐彦辉为通讯作者。
*：中国青年报社客户。