《Molecular Cell》德揭mRNA製造過程重要蛋白:少了SPT6 轉錄如「失速列車」

2021/07/16
《Molecular Cell》德揭mRNA製造過程重要蛋白:少了SPT6 轉錄如「失速列車」
mRNA在醫藥的應用,因本次新冠肺炎(COVID-19)大流行而廣為人知,不過在生物體內製造出mRNA的過程,其實仍有許多未解機制。近日,德國符茲堡大學(University of Würzburg)

mRNA在醫藥的應用,因本次新冠肺炎(COVID-19)大流行而廣為人知,不過在生物體內製造出mRNA的過程,其實仍有許多未解機制。近日,德國符茲堡大學(University of Würzburg)的科學家,發表了一項與RNA轉錄機制相關的研究,並指出「SPT6蛋白」對於讓轉錄「正確停止」是不可或缺的。該研究論文6日發表於期刊《Molecular Cell》。

研究人員發現,在DNA轉錄為RNA的過程中,若缺乏SPT6蛋白質,雖然轉錄仍能進行,但RNA聚合酶II (RNA polymerase II, RNAPII)的作用速度會大受影響;SPT6在順暢進行轉錄的過程,扮演重要角色。

(編按:轉錄可分為啟動、延伸、終止三個階段;在轉錄過程中,RNA聚合酶負責沿著DNA序列,連續加入對應序列的核苷酸至RNA股,最終形成單鏈mRNA)

SPT6蛋白是一種組織蛋白(histone)的分子伴侶(chaperone),在轉錄時將RNA聚合延伸的「延長」(elongation)階段時,會與RNAPII結合,不過過去科學家對該蛋白的確實作用仍是未知。

為了探索SPT6的角色,研究團隊試圖分解人類細胞中的SPT6,並透過多體學(multi-omics)分析方法和數學模型發現:該蛋白不但對RNAPII的持續作用很重要,同時也會影響轉錄的「終止」(termination)階段,若沒有SPT6會導致轉錄無法停止、持續進行上千個基因之多(稱為「read-through」現象)

領導此研究的符茲堡大學生化與分生教授ElmarWolf以「跑道」比喻轉錄時的DNA:「缺乏SPT6後,聚合酶會破壞跑道上應適時讓轉錄停下來的障礙物,使其無法順利製造正確的mRNA。」

研究人員表示,目前為止,科學家們多認為決定mRNA產生的唯一重點,是有多少RNA聚合酶在進行轉錄,但此研究顯示,並非所有啟動轉錄後的RNA聚合酶,都能抵達正確目的地,且SPT6對於讓轉錄正確停止是不可缺少的。

參考資料:
1. 論文原文:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1097276521004962?via%3Dihub

2. https://www.sciencedaily.com/releases/2021/07/210714110609.htm

(編譯/巫芝岳)