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为探究 tRNA 生物发生机制，研究人员聚焦泛素连接酶 Rsp5，分析其对酵母 tRNA 转录及前体加工的影响。发现 rsp5 突变体中未加工 tRNA 前体转录物水平升高，Rsp5 与 TFIIIC 亚基 Tfc3 互作并调控 Pol III 转录，揭示 Rsp5 在 tRNA 代谢中的双重作用。
论文解读
在生命的基本分子活动中，tRNA（转运 RNA）的正常合成与加工是保证蛋白质翻译准确进行的关键环节。酵母中，tRNA 的生物发生依赖 RNA 聚合酶 III（Pol III）介导的转录，以及后续对前体 RNA 5' 和 3' 端的加工、成熟与细胞质输出。然而，关于泛素化修饰这一重要的蛋白质翻译后调控方式如何影响 Pol III 转录机制及 tRNA 加工过程，科学界此前了解甚少。尽管已知 Pol III 的组分如 C160 亚基和 TFIIIB 中的 Tbp1 会发生泛素化，但泛素连接酶在其中的具体作用，尤其是 Rsp5 这一多功能泛素连接酶的角色，仍是亟待填补的知识空白。在此背景下，来自相关研究机构的科研团队开展了深入研究，其成果发表于《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research》，为揭示 tRNA 代谢的调控网络提供了新视角。
研究人员主要采用了 Northern blot 分析、体内标记（in vivo labeling）、蛋白质互作分析（如免疫共沉淀等）以及染色质免疫沉淀（ChIP）等技术方法。通过酵母菌株（包括野生型、rsp5 突变体、maf1 突变体等）的构建与培养，结合分子生物学手段，系统分析了 Rsp5 对 tRNA 转录及加工的影响。
主要研究结果
1. rsp5 突变体中 tRNA 前体转录物积累与加工缺陷
在限制性温度条件下，对 rsp5 突变体进行 Northern blot 分析发现，未加工的 tRNA 初级转录物水平显著升高。进一步研究发现，过表达 RNase P 的催化亚基 RPR1 可降低该积累水平，提示 Rsp5 参与 tRNA 前体 5' 端的成熟过程，可能与 RNase P 的活性或招募相关。
2. Rsp5 对 tRNA 转录活性的影响
体内标记实验显示，rsp5 突变体中新合成的 tRNA 量减少，表明 Rsp5 不仅影响 tRNA 加工，还对 Pol III 介导的转录起始或延伸过程有调控作用。这一现象与转录因子的招募异常可能相关。
3. Rsp5 与 TFIIIC 亚基 Tfc3 的直接互作及泛素化修饰
通过蛋白质互作实验证实，Rsp5 可直接与 TFIIIC 转录因子的 Tfc3 亚基结合，且 Tfc3 存在泛素化修饰。进一步研究发现，抑制 Rsp5 的催化活性会影响 TFIIIB 与 TFIIIC 之间的相互作用，并降低 TFIIIC 在 tRNA 基因上的招募效率，从而干扰 Pol III 转录起始复合物的组装。
4. 与 Maf1 调控路径的比较
尽管 maf1 突变体也表现出 tRNA 初级转录物积累，但其机制与 Rsp5 不同。研究表明，Rsp5 的作用独立于 Maf1 这一 Pol III 转录的主要负调控因子，揭示了 tRNA 转录调控网络的复杂性和多通路特性。
研究结论与意义
本研究首次明确了泛素连接酶 Rsp5 在酵母 tRNA 生物发生中的双重调控作用：一方面通过与 TFIIIC 亚基 Tfc3 的互作及泛素化修饰，调控 TFIIIB-TFIIIC 复合物的组装和 Pol III 转录起始；另一方面影响 tRNA 前体的 5' 端加工，可能通过调节 RNase P 的功能实现。这些发现拓展了对 Pol III 转录机制调控的认知，揭示了泛素化修饰在 tRNA 代谢中的关键作用，为理解真核生物基因表达调控网络提供了新模型。此外，研究结果也为探索与 tRNA 合成异常相关的疾病（如癌症、Pol III 相关白质营养不良）的潜在机制提供了酵母模型中的理论依据，有助于推动对人类疾病中 RNA 代谢异常的深入研究。
