來自中國研究團隊的文章再次登上Science封面！復旦大學徐彥輝團隊第一次向世界展示了PIC的完整結(jié)構(gòu)，堪稱教科書級的經(jīng)典論文。

復旦大學Science再發(fā)文

近期，一篇題為「Structures of the human Mediator and Mediator-bound preinitiation complex」（人源中介體復合物及其結(jié)合轉(zhuǎn)錄前起始復合物的結(jié)構(gòu)研究）的文章，登上了Science當期特色文章的封面推介。

論文作者來復旦大學徐彥輝課題組，文章報道了首個結(jié)構(gòu)與功能完整的PIC-Mediator復合物。

結(jié)構(gòu)分析揭示了PIC-Mediator的動態(tài)組裝過程以及Mediator調(diào)控Pol II CTD磷酸化的分子機制。

此前，徐彥輝團隊已在該領域進行了許多突破性研究，這次的論文更為全面地回答了轉(zhuǎn)錄起始過程的若干重要科學問題，是國內(nèi)分子生物學領域的又一重大突破性成果。

破解基因研究領域多年來的「難題」

為實現(xiàn)復雜的基因表達調(diào)控，人體細胞中進化出以RNA聚合酶II（Pol II）為核心的轉(zhuǎn)錄前起始復合物（PIC），識別幾乎所有編碼基因和大部分非編碼基因的啟動子區(qū)，響應各種轉(zhuǎn)錄調(diào)控信號，起始基因轉(zhuǎn)錄。

盡管已有大量基于TBP的PIC復合物結(jié)構(gòu)研究，但是包含TFIID的完整PIC是如何在不同類型啟動子上進行組裝的，一直沒有得到闡明。對于超過85%以上基因，轉(zhuǎn)錄起始是如何發(fā)生的，是轉(zhuǎn)錄領域長期未能解決的難題。

團隊經(jīng)過多年努力，利用冷凍電鏡方法，解析了PIC組裝過程中所有關鍵組裝步驟和狀態(tài)的復合物結(jié)構(gòu)。

為研究PIC對各種不同類型啟動子的識別，研究人員在涵蓋所有類型的啟動子（三種）上，組裝PIC復合物并進行了結(jié)構(gòu)分析。得出了26個復合物結(jié)構(gòu)提供了PIC組裝的不同階段，不同功能狀態(tài)，不同啟動子類型的全覆蓋結(jié)構(gòu)信息。

PIC動態(tài)組裝的模式圖

該項工作是近年來轉(zhuǎn)錄領域的重要突破，在分子水平上展示了高度動態(tài)的轉(zhuǎn)錄起始過程，為后續(xù)研究基因表達調(diào)控奠定了理論基礎。

Science雜志的審稿專家認為，“該研究成果對今后幾年的真核轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控研究有指導性意義，一經(jīng)發(fā)表，必將成為經(jīng)典。”“這項研究非常優(yōu)秀，標志著轉(zhuǎn)錄調(diào)控領域的巨大進展”“本文揭示的組裝機制引人關注，作者所做的大量工作值得贊賞”。

該工作也是中國科學家繼解析剪接體復合物之后在轉(zhuǎn)錄調(diào)控領域的又一教科書級的經(jīng)典工作。

這一研究成果的發(fā)布，也標志著中國科學家在基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控領域的基礎科學研究中取得世界級頂尖成果。

一個月前已發(fā)一篇Science，通訊作者為施一公弟子

徐彥輝教授為論文通訊作者。

就在不久前，徐彥輝團隊的另一篇論文剛剛登陸Science，揭示轉(zhuǎn)錄起始復合物識別啟動子及動態(tài)組裝的分子機制。

本科畢業(yè)于清華大學的他，還是施一公的弟子——在饒子和教授（中科院院士）實驗室獲得博士學位后，即至當時還在普林斯頓大學的施一公教授實驗室，開始了博士后的培養(yǎng)。

復旦大學附屬腫瘤醫(yī)院助理研究員陳曦子（復旦大學生物醫(yī)學研究院2019屆博士畢業(yè)生）、陰曉彤（復旦大學生命科學院2018屆博士畢業(yè)生），復旦大學生物醫(yī)學研究院2016級博士生李佳蓓、2016級博士生武子涵、2017級博士生戚軼倫、2017級博士生王鑫鑫為本文共同第一作者。

參考資料：https://science.sciencemag.org/content/372/6546/eabg0635

本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號“新智元”（ID：AI_era），來源于Science，編輯Emil、小勻。文章為作者獨立觀點，不代表芥末堆立場，轉(zhuǎn)載請聯(lián)系原作者。