2019年9月16日，PNAS雜志在線發(fā)表了約翰霍普金斯大學醫(yī)學院肖杰博士團隊的研究成果，題為“Spatial organization of RNApolymerase and its relationship with transcription in Escherichia coli”。該工作揭示了RNA聚合酶（RNAP）簇的特征及其在細胞內(nèi)空間分配模式不僅依賴于rRNA合成，并且更可能決定于類核的結(jié)構(gòu)組織。
　　作者主要通過使用定量超分辨率單分子熒光成像來研究大腸桿菌細胞內(nèi)RNAP的空間組織和轉(zhuǎn)錄活性，從而更進一步地檢測了RNAP轉(zhuǎn)錄工廠的假設(shè)。作者使用了可光活化的熒光蛋白融合在活細胞內(nèi)定位RNAP，使用單分子熒光本為雜交來定位細胞內(nèi)的新生rRNA，并使用三維結(jié)構(gòu)光超分辨成像SIM探測了細胞內(nèi)染色體DNA的結(jié)構(gòu)組織。作者觀察到RNAP簇大概率位于細胞的中長軸，并在高營養(yǎng)媒介生長條件下和新生rRNA形成的簇高度重合，顯示RNAP簇參與活性rRNA的合成。此外，RNAP在細胞內(nèi)的空間分布模式在所有測試條件下緊密跟隨類核的形態(tài)，而與相應(yīng)測試條件下的rRNA轉(zhuǎn)錄活性無關(guān)。在促旋酶被抑制的條件下，DNA超螺旋更改而造成總體類核的空間組織發(fā)生變化，作者相應(yīng)觀察到RNAP簇與新生rRNA簇在細胞內(nèi)區(qū)域明顯擴展并占據(jù)更多細胞質(zhì)空間。
　　綜上所述，該研究表明RNAP簇在大腸桿菌細胞快速生長條件下形成轉(zhuǎn)錄工廠，并作用于新生的rRNA合成位點以幫助高效轉(zhuǎn)錄。然而，RNAP簇及其在細胞內(nèi)的空間分布不依賴于rRNA合成，并且更可能跟隨類核在細胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)組織。這種RNAP簇在活細胞體內(nèi)的空間組合有可能提供一種新的，不依賴于經(jīng)典的RNAP招募模型的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制：RNAP簇有可能預(yù)先在需要快速大量轉(zhuǎn)錄的基因群上形成，并且根據(jù)細胞需求隨時待命轉(zhuǎn)錄。
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