上海生科院等揭示新型轉錄因GcrA的轉錄激活機制

近日，中國科學院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所張余研究組，與美國麻省理工學院Michael Laub研究組合作的研究成果，以Structural insights into the unique mechanism of transcription activation by CaulobactercrescentusGcrA為題，在線發表在Nucleic Acids Research上，研究揭示了新型轉錄因子GcrA的轉錄激活機制。

轉錄是基因表達的主要調控環節。轉錄調控形式多樣，細菌轉錄調控主要由轉錄因子實現。它們能夠特異性的結合到基因調控區域，通過促進或抑制RNA聚合酶與調控基因啟動子結合，從而實現轉錄激活或轉錄抑制。轉錄因子GcrA存在於變形菌門，是重要的細胞周期調控蛋白，與傳統的轉錄因子不同，GcrA以單體發揮功能，能夠識別甲基化的特徵DNA序列，並能夠結合在基因轉錄起始位點上游或下游激活轉錄。

研究人員分別解析GcrA-DBD（DNA結合結構域）與甲基化DNA的複合物晶體結構，以及GcrA-CTD與轉錄起始因子σA2的複合物晶體結構，揭示其識別m6A甲基化修飾的分子機制，並提出GcrA同時結合DNA與RNAP的模型，即GcrA-CTD通過與σA2結合鉚釘在RNAP，隨後通過GcrA-DBD與DNA的相互作用將RNAP招募到具有GcrA調控基因的識別位點，GcrA-DBD與GcrA-CTD之間的大約50個氨基酸柔性區域能夠使GcrA識別位於啟動子DNA不同位置的基序（-30上游、-20附近、+10、+20附近；編號基於轉錄起始位點）。該研究提出了以GcrA為代表的一種新型轉錄激活機制。

論文第一作者為張余課題組博士武霄仙、美國麻省理工學院博士Diane L Haakonsen。Michael T Laub、張余為共同通訊作者。研究工作得到了國家自然科學基金面上項目、青年千人計劃、中科院前沿科學重點研究計劃的資助。

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