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Ana G. Rondon and Nick J. Proudfoot$ \* y3 C) w+ j' s# {
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Cell 135, 207 – 208, October 17, 2008, Q8 v% W- \9 p) T0 g
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THO复合物和Sub2 RNA解旋酶在转录和mRNA加工中起作用。Rougemaille等最近给出了THO/Sub2可协调mRNA加工和细胞核输出的证据。8 d; Y/ o" F& ?% z' b* I/ g
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) y1 q# A+ T5 g0 M0 N 在基因转录过程中，直接与RNA聚合酶II(pol II)延长复合物结合的酶将最初产生的转录产物加工成信使RNA(mRNA)，同时使其包装成RNA-蛋白质复合物(mRNP)。随着实验技术的进步，如染色质分部和使用DNA、RNA或蛋白质的荧光标记进行细胞核成像，使人们在研究细胞核中的基因转录如何转换成细胞质中的蛋白质合成方面有了巨大进展。人们普遍认为在转录中进行的细胞核mRNA包装和加工直接与其通过核孔复合物(NPC)进行的输出相偶联，以便进行细胞质中的翻译。由于NPC不仅负责mRNP的输出，而且参与许多蛋白质（包括完全组装的核糖体）的输入和输出，与NPC的接触很可能是基因表达中的限速步骤。在芽生酿酒酵母中，mRNA包装复合物THO和RNA解旋酶Sub2与mRNA输出因子结合，形成TREX（转录/输出）复合物，使mRNA定位到NPC上。Rougemaille等在本期Cell发表的研究提出THO/Sub2在协调mRNA输出的过程中发挥作用。' c8 I, U: R& b f% n! m! l
5 Q0 d6 s+ y7 x. s 由于所有的运输路线都可能会遇到大量运输，因此在NPC必须有精细的机制阻止错误运输路线，这种错误路线可能延缓运输，或导致引发细胞死亡的整个细胞核运输过程的阻塞。已有大量文献证实，如果破坏保证有功能的mRNA通过NPC输出的mRNA加工机制，对NPC功能有负面影响。最近人们又认识到，在输出之前的mRNA包装过程中的缺陷与mRNA加工异常有关，这也属于NPC功能方面的问题。最近的一项研究证实，THO组分中如有破坏其功能的突变，可明显减缓在基因3’端的polyA尾的pol II转录，并抑制mRNA polyA尾的成熟。这种影响的部分原因是由于polyA因子Fip1的降解。Fip1蛋白在mRNA 3’末端成熟中使mRNA 3’末端的切割与polyA加成相偶联。THO突变体显示了mRNA转录产物的3’末端加工有缺陷。在Rougemaille等使THO与NPC相关联的研究中，他们又进一步对THO功能丧失所产生的影响进行了研究。
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Rougemaille及其同事使用经过修改的染色质分部方法，在mRNA包装和NPC之间建立了连接。这项研究也进一步说明了用染色质免疫沉淀(ChIP)等技术分析染色质时可能有的倾向性。这些研究人员观察到，在有THO复合物突变(tho菌株)或有与THO结合的RNA解旋酶Sub2突变的酿酒酵母中，热激基因展示了异常染色质构象。一个难题是用于ChIP的常规染色质制备技术包括从染色质分部中去除细胞碎片的18000 g离心步骤，这可导致热激基因3’区域的丢失。有趣的是，如果离心步骤在2000 g的低速进行，便可在染色质部分而不是在细胞碎片部分探测到该基因的3’区域。Rougemaille等称这类含有基因3’区域DNA并同时含有蛋白质和RNA的染色质组分为“重染色质”。
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8 K3 q. M. S) y& t$ k. W7 Y 究竟什么是重染色质？它的形成需要那些因子？Rougemaille等报道了尽管在tho菌株中，转录的进行和有活性的外切体对重染色质的形成是必要的，但在野生型细胞中，3’末端加工的突变或细胞核输出因子并不足以诱导重染色质的形成。相反，在缺少3’末端加工因子的tho菌株中无法检测出重染色质，这意味着这类加工因子可能在重染色质的形成中起作用。有趣的是，重染色质包含polyA切割和形成复合物及其切割因子以及两个较大的细胞核mRNA加工复合物，这些复合物包括polyA体，参与mRNA 3’端加工。这些研究人员还发现重染色质的很大部分由NPC组分构成，说明NPC本身与转录过程中的基因3’端结合。这些在重染色质部分中与基因3’区域结合的蛋白质明显是在缺少THO功能时的mRNA输出的永久障碍物，而不是在野生型细胞中所观察到的瞬时结构。通过降低温度激活热失活的THO复合物组分，来重建温度敏感tho菌株中的THO功能，可导致重染色质的消失。这明显说明在tho菌株中观察到的重染色质是细胞核mRNA输出途径中的停顿中间物。Rougemaille等进一步观察到在tho突变菌株中，许多酵母基因（约400个基因）的3’区域与重染色质结合。有趣的是，这类基因的大多数是热激基因、代谢调节基因和膜转运基因，它们都能被迅速诱导。( A) K; j1 |. W, X$ I
" B; N2 I9 T/ l4 c 这些新数据不但清楚表明THO/Sub2通过NPC在从转录、mRNP加工到mRNP输出的转换中起作用。而且也支持正在转录的基因寻找NPC的观点。活化的基因定位到NPC的过程可能是通过SAGA转录激活复合物与细胞核输出因子（它可与NPC结合）之间的相互作用，在开始转录时完成的。Rougemaille等的工作证实至少有一组基因可通过其3’区域与NPC相互作用。破坏从这些基因转录的mRNA包装成mRNP的过程可导致细胞核mRNP输出途径发生障碍，由此产生mRNA和3’加工酶在NPC堆积。下一步的工作是推导THO/Sub2在协调通过NPC进行运输，防止细胞核阻塞中的作用的分子机制。6 `9 Q' ]2 _% m+ Y" ]# ?
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本文转自建人先生原创，感谢 |
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发表于 2009-4-22 22:57
发表于 2009-7-28 11:52
