Учёные открыли новые клеточные механизмы контроля элонгации транскрипции

Исследователи из Northwestern Medicine открыли новые механизмы, лежащие в основе работы специфического фактора транскрипции, необходимого для контроля элонгации — процесса синтеза РНК из ДНК. Результаты опубликованы в журнале Molecular Cell.

Экспрессия генов регулируется на этапе контроля элонгации транскрипции, которую осуществляет мультибелковый комплекс РНК-полимераза II. Во время элонгации РНК-полимераза II движется вдоль одной цепи ДНК и копирует генетическую информацию на цепь РНК. Нарушение этого процесса может привести к развитию таких заболеваний, как рак или неврологические расстройства.

Для контроля элонгации транскрипции к РНК-полимеразе II должны присоединяться или диссоциировать различные факторы транскрипции. Однако точные механизмы их помощи полимеразе внутри клеток оставались неясными.

В данном исследовании учёные использовали новый экспериментальный метод — систему деградации, индуцируемую ауксином (auxin-inducible degradation system), — чтобы нарушить работу другого фактора элонгации транскрипции, SPT6, в клеточных линиях рака толстой кишки человека. Этот метод позволяет мгновенно наблюдать эффекты истощения SPT6 во время процесса элонгации транскрипции.

Было обнаружено, что SPT6 играет множественные роли в регуляции стадии элонгации транскрипции:

• SPT6 регулирует самую раннюю стадию элонгации, называемую промотор-проксимальной паузой.
• Интересно, что в коротких генах SPT6 не нужен для остальной части этой стадии, в то время как в длинных генах он необходим.

Учёные выяснили, что SPT6 рекрутирует комплекс PAF1 (PAF1C) к РНК-полимеразе II для поддержки и завершения элонгации транскрипции. Для этого SPT6 удаляет белковый комплекс NELF с генома, заменяя его на PAF1C во время так называемого учёными «обмена NELF-PAF1C».

При потере SPT6 РНК-полимераза II не может рекрутировать PAF1C, оставаясь связанной с NELF. Удивительно, но это вынужденное связывание с NELF не изменяет регуляцию элонгации РНК-полимеразы II. По словам авторов, рекрутирование PAF1C необходимо для того, чтобы РНК-полимераза II высвобождалась в гены с высокой процессивностью и чтобы элонгация транскрипции завершалась корректно.