DSS1通过稳定INTAC-PP2A复合体结构调控RNA聚合酶II转录暂停释放的分子机制

本研究揭示了DSS1作为INTAC-PP2A复合体（INTAC）骨架模块的核心组分，通过其色氨酸39（W39）关键位点与INTS7的相互作用维持复合体稳定性，从而调控RNA聚合酶II（Pol II）的转录暂停释放过程。研究人员通过冷冻电镜解析DSS1-INTAC及其与暂停延伸复合体（PEC）的三维结构，结合功能实验证明DSS1突变体W39R选择性破坏INTAC结合而不影响蛋白酶体功能，导致Pol II在基因体上的异常滞留。该发现为理解转录调控与基因组稳定性提供了新视角，论文发表于《Nature Communications》。

　　

在真核生物中，RNA聚合酶II（Pol II）的转录过程如同精密编排的交响乐，需要经历起始、暂停、延伸和终止的复杂调控。其中，启动子近端暂停现象是转录调控的关键检查点，Pol II在转录起始后约200碱基处停滞，等待被激活进入延伸阶段或提前终止。这一过程由负延伸因子（NELF）和DRB敏感性诱导因子（DSIF）稳定，并通过Integrator-PP2A复合体（INTAC）和阳性转录延伸因子b（P-TEFb）的动态平衡来调控。然而，INTAC如何精确识别暂停的Pol II并决定其命运，仍是领域内未解之谜。

为解决这一科学问题，清华大学等机构的研究团队发现了一个意想不到的"分子胶水"——DSS1蛋白。这个仅有70个氨基酸的小蛋白，此前以在26S蛋白酶体和BRCA2复合体中的功能闻名。研究通过冷冻电镜首次捕捉到DSS1与INTAC的精细相互作用：DSS1像一把钥匙插入INTS7形成的疏水口袋中，其色氨酸39（W39）如同锁芯，与INTS7的α螺旋形成关键堆叠。当研究人员将W39突变为精氨酸（W39R）时，DSS1失去了与INTAC结合的能力，却仍能正常参与蛋白酶体功能，这为解析DSS1的多重身份提供了绝佳工具。

研究采用冷冻电镜解析了DSS1-INTAC单独状态及与暂停延伸复合体（PEC）结合状态的结构，发现DSS1在INTAC中扮演着"结构稳定剂"的角色。通过CUT&Tag和ChIP-Rx技术，团队绘制了DSS1在全基因组上的分布图谱，揭示其与INTAC其他亚基的定位高度一致。功能实验表明，破坏DSS1-INTAC相互作用会导致Pol II在基因体上的异常积累，类似于INTAC核心亚基缺失的表型，证实DSS1是INTAC调控转录的关键组分。

DSS1与INTAC复合体的相互作用
冷冻电镜结构显示，DSS1的C端（丙氨酸36至甲硫氨酸67）以α螺旋构象嵌入INTS7形成的沟槽中，被INTS2的拱形结构保护免受外界干扰。比较DSS1在不同复合体中的结构发现，这个看似简单的蛋白具有惊人的可塑性——其N端和中部呈现高度柔性，能适应不同结合伙伴的界面。

DSS1的基因组分布特征
细胞分馏实验表明，虽然细胞质中的DSS1主要与26S蛋白酶体结合，但染色质结合的DSS1几乎全部以INTAC形式存在。CUT&Tag分析显示DSS1在54,757个基因组区域有富集，其中启动子区域信号最强，与INTAC其他亚基（如INTS3、INTS5）的定位高度重合。

关键突变体的功能解析
W39R突变体实验成为研究的转折点：该突变选择性破坏DSS1与INTAC的相互作用，却不影响其与蛋白酶体的结合。表达W39R突变体导致INTAC亚基（如INTS3、INTS5）在染色质上的招募显著减少，证明DSS1对维持INTAC稳定性至关重要。

DSS1-INTAC-PEC复合体的结构启示
在解析的INTAC-PEC结构中，单链RNA从Pol II的DNA-RNA杂交体中伸出，其5'端插入INTS11的催化中心。与游离状态的INTAC相比，结合PEC后INTAC的RNA内切酶模块发生构象变化，从闭合状态转变为开放活性状态，而DSS1的位置保持稳定，强化了其作为结构支架的功能。

这项研究首次确立了DSS1在转录调控中的关键地位，揭示了其通过稳定INTAC复合体调控Pol II命运的分子机制。特别值得注意的是，DSS1在不同复合体（蛋白酶体、BRCA2、TREX-2和INTAC）中的多重身份，暗示其可能是协调转录调控、DNA修复和蛋白质降解等过程的枢纽分子。该发现为理解转录失调相关疾病（如癌症）的发病机制提供了新思路，也为开发靶向转录调控的小分子药物指明了新方向。

从更广阔的视角看，DSS1的研究体现了生物系统的精巧设计——一个微小蛋白通过结构可塑性参与多个重要生物学过程，这种"一专多能"的特性可能是细胞应对复杂调控需求的重要进化策略。正如研究者所言，DSS1在INTAC中的作用如同"转录调控交响乐中的定音鼓"，虽不直接演奏主旋律，却是维持整个乐团协调性的关键所在。