清华大学李丕龙Nature重要发现:独特的转录调控机制

【字体: 时间:2019年05月07日 来源:生物通

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  生物大分子的“相变”是最近几年生物化学与细胞生物学上一个新兴起的热门研究领域。但人们还不清楚生物体内相变的作用和分子机制。

  

生物通报道:生物大分子的“相变”是最近几年生物化学与细胞生物学上一个新兴起的热门研究领域。但人们还不清楚生物体内相变的作用和分子机制。

来自清华大学生科院的李丕龙研究员与英国约翰英纳斯研究中心的Caroline Dean合作,发表了题为“Arabidopsis FLL2 promotes liquid–liquid phase separation of polyadenylation complexes”的文章,发现了“液-液分离相变”现象在体内所扮演的调控机制。

这一研究成果公布在5月1日的Nature杂志上,文章的通讯作者为清华大学生科院的李丕龙研究员与英国约翰英纳斯研究中心的Caroline Dean。

细胞生物化学的一个重要组成部分是非膜性区室中蛋白质和核酸的浓缩。这些生物大分子浓缩是由“液-液分离相变”的过程形成的。此前,李丕龙研究组曾发现多价蛋白和它们的多价配体会发生“液-液分离相变”现象,产生一个正常的溶液相和一个蛋白富积的粘稠的液体相。这个过程的多价相互作用已在体外进行了广泛研究。然而,人们对体内该过程的调节知之甚少。

在这篇文章中,研究人员通过靶向拟南芥RNA结合蛋白FCA功能的一个遗传筛选实验,发现了一种体内“液-液分离相变”调控因子。FCA包含在体外相变的朊病毒样结构域,并且在体内行驶出与相变一致的行为。

研究人员在突变筛选过程中,发现了FLL2(FCA核体形成中出现的卷曲螺旋蛋白)的作用:FCA通过促进拟南芥基因组中多个位点的近端多聚腺苷酸化来减少转录通读(transcriptional read-through),其中近端多聚腺苷酸化需要FLL2,如果FLL2发生异位表达,就会增加FCA核体的大小和数量。

进一步研究发现,FLL2,FCA与RNA 3'末端加工过程中的聚合酶和核酸酶之间相互作用说明这些3'RNA加工组分在体内核体中与FCA共定位,表明FCA核体区分3'末端加工因子,增强特定位点的多腺苷酸化。

这些研究结果表明,卷曲螺旋蛋白可以促进“液-液分离相变”现象,这扩展了我们对控制液体样体内动力学原理的理解。

此前,李丕龙研究组与孙前文研究组,清华大学医学院李海涛研究组合作,还首次报道了拟南芥中一类全新的组蛋白修饰阅读器Agenet结构域识别H3K9me2的结构功能机制及其介导的异染色质相分离现象。

原文标题:

Arabidopsis FLL2 promotes liquid–liquid phase separation of polyadenylation complexes

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1165-8

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