Mol Cell：整合子或能作为人类转录组的“守护者”

2021年1月9日 讯 /生物谷BIOON/ --近日，一项刊登在国际杂志Molecular Cell上的研究报告中，来自奥胡斯大学等机构的科学家们通过研究揭示了一种特殊的细胞特性，其或能保护机体细胞免于基因表达的有毒副产物的影响。这种活性对于多细胞有机体维持一个强大的基因产物进化“库”的能力而言非常重要。

制造过程需要质量控制系统来确保功能性产品的适当组装，此外，这些过程所产生的占用空间甚至有毒的副产品需要进行合理地丢弃以及利用有效地废物处理系统加以回收。通过类比，基因组的转录或许是一个并不完美的过程，其会产生大量的非功能性和潜在的有害转录物（无论在传统基因内部还是外部都是如此）。RNA聚合酶II酶能够转录机体大部分基因，同时还能从多个非遗传区域产生广泛的转录物；在过去10年里，科学家们越来越清楚地认识到，这种酶的起始位点相对混乱，而且转录起始位点散布在基因组的各个区域；然而，并非所有这些位点都与“合适的”基因有关，这需要特定的基因定义的元件存在。

图片来源：Søren Lykkke-Andersen

这项研究中，研究者指出，如果不是所有的RNA聚合酶II起始事件，对于大多数情况而言，多重蛋白复合体“整合子”（Integrator）实际上是一种默认的早期终止因子；这种多重蛋白复合体整合子此前被描述为编码小核RNAs（snRNAs）的一类特定基因的转录终止子；在大多数情况下，所产生的转录物能被核糖溶解RNA外泌体迅速降解，这种机制在传统基因中也会不同程度地发挥作用，但这些基因已经进化出了抵消这种早期终止的元件，从而就能促进高效的转录延伸，最终产生功能性的转录物，比如蛋白质编码的信使RNA等。

基于本文研究中研究者所发现的作用机制，整合子能够确保废弃的转录物的产生仍然有限，同时还能允许在人类基因组的中性选择作用下维持数千个转录起始位点；这或许就能提供一个转录单元库，随着时间推移，这些转录单元库就会转变成为功能性的基因，目前已知的基因组中的功能性RNA的进化就是一个很典型的例子。snRNA基因似乎就是一个特殊的例子，其能利用整合子的普遍早期终止活性，并能阻断随后RNA外泌体的活性，从而产生稳定的功能性RNAs。

失活整合子亚单位的突变会引发严重的神经发育疾病，同时某些整合子亚单位表达水平的升高还与上皮间质转化的增加直接相关，上皮间质转化是肿瘤转移的一个关键步骤；这种两重性就强调了需要对整合子的活性进行严格的控制；此外，意识到整合子是非生产性转录的一般减缓器或许有望为阐明某些疾病的分子特征和开发潜在的治疗性手段提供重要的信息。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Søren Lykke-Andersen，Kristina Žumer，Ewa Šmidová Molska, et al. Integrator is a genome-wide attenuator of non-productive transcription, Molecular Cell (2020). DOI: 10.1016/j.molcel.2020.12.014