来源：Science

编辑：Emil、小匀

【新智元导读】来自中国研究团队的文章再次登上Science封面！复旦大学徐彦辉团队第一次向世界展示了PIC的完整结构，堪称教科书级的经典论文。

复旦大学Science再发文！

近期，一篇题为「Structures of the human Mediator and Mediator-bound preinitiation complex」（人源中介体复合物及其结合转录前起始复合物的结构研究）的文章，登上了Science当期特色文章的封面推介。

论文作者来复旦大学徐彦辉课题组，文章报道了首个结构与功能完整的PIC-Mediator复合物。

结构分析揭示了PIC-Mediator的动态组装过程以及Mediator调控Pol II CTD磷酸化的分子机制。

此前，徐彦辉团队已在该领域进行了许多突破性研究，这次的论文更为全面地回答了转录起始过程的若干重要科学问题，是国内分子生物学领域的又一重大突破性成果。

破解基因研究领域多年来的「难题」

为实现复杂的基因表达调控，人体细胞中进化出以RNA聚合酶II（Pol II）为核心的转录前起始复合物（PIC），识别几乎所有编码基因和大部分非编码基因的启动子区，响应各种转录调控信号，起始基因转录。

尽管已有大量基于TBP的PIC复合物结构研究，但是包含TFIID的完整PIC是如何在不同类型启动子上进行组装的，一直没有得到阐明。对于超过85%以上基因，转录起始是如何发生的，是转录领域长期未能解决的难题。

团队经过多年努力，利用冷冻电镜方法，解析了PIC组装过程中所有关键组装步骤和状态的复合物结构。

为研究PIC对各种不同类型启动子的识别，研究人员在涵盖所有类型的启动子（三种）上，组装PIC复合物并进行了结构分析。得出了26个复合物结构提供了PIC组装的不同阶段，不同功能状态，不同启动子类型的全覆盖结构信息。

PIC动态组装的模式图

该项工作是近年来转录领域的重要突破，在分子水平上展示了高度动态的转录起始过程，为后续研究基因表达调控奠定了理论基础。

Science杂志的审稿专家认为，“该研究成果对今后几年的真核转录起始调控研究有指导性意义，一经发表，必将成为经典。” “这项研究非常优秀，标志着转录调控领域的巨大进展” “本文揭示的组装机制引人关注，作者所做的大量工作值得赞赏”。

该工作也是中国科学家继解析剪接体复合物之后在转录调控领域的又一教科书级的经典工作。

这一研究成果的发布，也标志着中国科学家在基因转录调控领域的基础科学研究中取得世界级顶尖成果。

一个月前已发一篇Science，通讯作者为施一公弟子

徐彦辉教授为论文通讯作者。

就在不久前，徐彦辉团队的另一篇论文刚刚登陆Science，揭示转录起始复合物识别启动子及动态组装的分子机制。

本科毕业于清华大学的他，还是施一公的弟子——在饶子和教授（中科院院士）实验室获得博士学位后，即至当时还在普林斯顿大学的施一公教授实验室，开始了博士后的培养。

复旦大学附属肿瘤医院助理研究员陈曦子（复旦大学生物医学研究院2019届博士毕业生）、阴晓彤（复旦大学生命科学院2018届博士毕业生），复旦大学生物医学研究院2016级博士生李佳蓓、2016级博士生武子涵、2017级博士生戚轶伦、2017级博士生王鑫鑫为本文共同第一作者。

参考资料：https://science.sciencemag.org/content/372/6546/eabg0635