国度生物信息中心合作揭示RNA聚合酶II若何精准解码基因组中的“剪接密码”
基因组就像一本“性命天书”，而mRNA剪接是解读这本天书的关键一环。在人类基因组中，超过95%的基因都含有内含子，这些非编码序列必须被正确剪除，能力天生拥有职能的成熟mRNA。然而，基因组中存在大量“假剪接位点”（pseudo splice sites），它们在序列上与真实的剪接位点高度类似，却并不具备真正的剪接职能。若何在共转录（co-transcriptional）过程中精准鉴别真实剪接位点，是维持基因表白精确性的关键。
9月26日，国度生物信息中心推算生物学部郝亚静团队与西湖大学付向东团队合作，初次揭示了RNA聚合酶II（Pol II）作为唯一能在转录过程钟装线性扫描”剪接位点的分子机械，若何通过“U2AF蛋白的动态循环”机造，在转录过程中精准鉴别真实的剪接位点的分子机造。该成就以“Dynamic U2AF cycling defines two phases of cotranscriptional pre-mRNA splicing”为题, 颁发在《科学》（Science）期刊，为理解基因表白调控提供了全新的视角。
Pol II：基因组信息的“精准解码器”
Pol II不仅是转录的主题引擎，更是共转录剪接过程中的关键调控者。本钻研的一项重要发现挑战了持久以来“RNA聚合酶II的CTD结构域对招募剪接因子至关重要”的传统概想。然而，迄今为止，CTD 在招募剪接因子中的作用尚未被直接验证。通过使用CTD缺失的Pol II变体，钻研人员证实Pol II能够在不依赖CTD的情况下与U2AF1、SNRNP70等剪接因子结合，揭示了一种独立于CTD的共转录剪接调控机造。
该钻研初次系统揭示了Pol II若何在转录过程中动态调控剪接因子的招募与开释，实现对剪接位点的精准鉴别：Pol II通过其亚基RPB9直接结合U2AF1，鉴别新生RNA中的3’剪接位点（AG二核苷酸）；同时，有关报路证实其亚基RPB2和RPB12结合U1 snRNP，鉴别5’剪接位点（GU二核苷酸）。这使得Pol II可能在转录过程中对成对的5’和3’剪接位点进行实时的线性扫描，从而在源头上预防大量假剪接位点的谬误鉴别，确保剪接的正确性与基因表白的精确调控。
U2AF1单体与Pol II的特异结合：突破传统认知
传统概想以为，U2AF1与U2AF2总是以不变异源二聚体（heterodimer）大局存在，并共同参加剪接。然而，本钻研初次发现（1）U2AF1以单体的大局直接结合在Pol II上；（2）而U2AF2以单体大局参与后，与U2AF1结合形成异源二聚体，进而触发剪接初始复合物从Pol II上开释，进入后续剪接体组装催化阶段。这一发现突破了“U2AF1必须与U2AF2结合共同阐扬作用”的传统认知，揭示了U2AF蛋白钥漪接过程中动态循环的新机造。
U2AF动态循环模型：界说共转录剪接的两个阶段
基于上述发现，钻研团队提出了“U2AF动态循环”模型（Dynamic U2AF Cycling），将共转录剪接划分为两个阶段：（1）Pol II依赖的剪接位点鉴别阶段：Pol II通过RPB9招募U2AF1单体，RPB2和RPB2结合U1 snRNP，实现对新生RNA中成对剪接位点的鉴别，预防“假剪接位点”的谬误鉴别。（2）Pol II非依赖的剪接体组装催化阶段：U2AF2与U2AF1结合形成异源二聚体，进而触发剪接初始复合物从Pol II上开释，剪接体进入后续组装和催化阶段，不再依赖Pol II。陪伴着Pol II的持续转录和延长，开释后的Pol II能够重新招募新的U2AF1单体和U1 snRNP，开启对下游剪接位点的成对鉴别，从而实现剪接过程的高效、精准、陆续进行。
西湖大学邵长伟和国度生物信息中心郝亚静钻研员为本文的共同第一作者，西湖大学付向东教授为本文通讯作者。
U2AF周期调控两个共转录剪接阶段示意图
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