FACT通过形成六聚体样中间体削弱核小体转录屏障并维持其完整性的分子机制

本研究利用单分子光镊技术揭示组蛋白伴侣FACT（facilitates chromatin transcription）调控RNA聚合酶II（Pol II）穿越核小体的动态机制。研究发现FACT通过竞争性结合H2A-H2B二聚体形成六聚体样中间态，显著降低核小体机械屏障强度（从30 pN降至10 pN），同时保留二聚体完整性以促进转录后核小体重组装。该工作为染色质重塑和基因表达调控提供了全新视角。

　　

FACT促进核小体转录的机制
通过高精度单分子光镊系统，研究者首次捕捉到酵母RNA Pol II穿越人类核小体的实时动态。数据显示，FACT能将核小体穿越中位时间从202秒缩短至48秒，穿越概率从30%提升至60%。关键发现是FACT通过结合初始解旋的核小体，竞争性取代一条DNA臂与H2A-H2B二聚体的结合，形成保留双二聚体的六聚体样中间态。

H2A-H2B二聚体决定核小体屏障强度
对比实验揭示仅含H3-H4四聚体的tetrasome和octasome不构成转录屏障，证实屏障核心源于H2A-H2B二聚体。当601R序列的柔性臂（弱结合端）位于远端时，FACT通过稳定远端DNA解旋显著缓解SHL-2和SHL-1位点的暂停，该效应在缺失远端二聚体的hexasome中得以复现。

基因组范围内的核小体臂不对称性
分析26组人类细胞MNase-seq数据发现：活跃转录基因的核小体呈现显著臂不对称性——远端臂（exit site）平均柔性强于近端臂（entry site）。这种定向排列在双向转录区域消失，提示细胞可能通过DNA序列编程核小体取向来调控转录进程。

FACT机械性削弱DNA-组蛋白相互作用
力谱实验显示FACT使核小体解旋所需的高力跃迁（HFT）从30 pN降至10 pN。在周期性拉伸中，FACT-核小体复合物形成抗机械扰动的六聚体样中间态，经20次拉伸循环仍保持双二聚体（Cy3荧光验证），而对照组则逐步解离为tetrasome和游离DNA。

转录后核小体重组装的分子基础
在Pol II穿越后的核小体中，31%通过FACT维持完整结构。冷冻电镜结构提示Spt16羧基端和Ssrp1中部结构域分别锚定近端和远端二聚体，这种"分子栓系"机制解释了FACT如何实现组蛋白回收。当与延伸因子Spt4/5协同作用时，Pol II的暂停自由速度（PFV）可达24 bp/s，接近裸露DNA水平（27 bp/s）。

生理意义与未解问题
该研究阐明FACT通过"先削弱后保护"的双重功能协调转录与染色质稳定性，为癌症中FACT过表达现象提供机制解释。但体内环境下其他因子（如Chd1）如何参与FACT循环，以及核小体阵列的协同效应仍需进一步探索。