遗传 ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (12): 982-994.doi: 10.16288/j.yczz.24-244

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细菌转录终止的分子机制研究进展

尤琳琳1,2,3(), 张余1()   

  1. 1.中国科学院分子植物科学卓越创新中心,中国科学院合成生物学重点实验室,上海 200032
    2.中国科学院大学,北京 100049
    3.罗格斯大学,瓦克斯曼微生物研究所,皮斯卡特维 08854,美国
  • 收稿日期:2024-08-21 修回日期:2024-10-12 出版日期:2024-12-20 发布日期:2024-10-25
  • 通讯作者: 张余,研究员,博士生导师,研究方向:基因转录结构生物学。E-mail: yzhang@cemps.ac.cn
  • 作者简介:尤琳琳,2016—2022年就读于中国科学院分子植物科学卓越创新中心(植物生理生态研究所),在基因转录结构生物学研究组攻读博士学位。目前在美国罗格斯大学Waksman研究所进行博士后训练。在攻读博士学位和博士后训练期间,主要从事基因转录终止与转录调控的分子机制研究。利用结构生物学和生物化学等方法,解析了噬菌体蛋白和宿主RNA聚合酶的冷冻电镜结构,揭示了噬菌体蛋白通过拮抗转录终止调控自身基因的表达的分子机制(Nature Communications,2019);解析了致病菌中新型转录调控的分子机制(Nature Communications,2022);捕获了细菌自发转录终止的关键中间态冷冻电镜结构,还原了细菌自发转录终止的全过程(Nature,2023);解析了蓝细菌RNA聚合酶的结构和转录机制(PNAS,2023);解析了古菌因子依赖型转录终止分子机制,揭示了细菌、古菌、真核生物因子依赖型转录终止的基本统一性(Nature,2024)。这些工作回答了该领域的基础科学问题,拓展了人们对于基因表达机制的理解。博士论文《细菌自发转录终止与噬菌体蛋白抗终止的分子机制研究》荣获2023年中国科学院优秀博士生论文。博士,研究方向:基因转录终止与转录调控。E-mail: youlinlin2016@gmail.com
  • 基金资助:
    上海市基础研究特区计划(JCYJ-SHFY-2022-012);国家重点研发计划(2018YFA0903701);中国科学院先导科技专项(CAS XDB29020000)

Progress on molecular mechanisms of bacterial transcription termination

Linlin You1,2,3(), Yu Zhang1()   

  1. 1. Key Laboratory of Synthetic Biology, CAS Center for Excellence in Molecular Plant Sciences, Shanghai 200032, China
    2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
    3. Waksman Institute of Microbiology, Rutgers University, Piscataway, NJ 08854, USA
  • Received:2024-08-21 Revised:2024-10-12 Published:2024-12-20 Online:2024-10-25
  • Supported by:
    Supported by the Basic Research Zone Program of Shanghai(JCYJ-SHFY-2022-012);National Key Research and Development Program of China(2018YFA0903701);Strategic Priority Research Program of the CAS(CAS XDB29020000)

摘要:

转录是遗传信息从DNA传递成RNA的过程,主要分为转录起始、转录延伸和转录终止3个阶段。转录终止是基因转录的最后一步,对基因表达的准确性至关重要。细菌的转录终止主要有两种形式:依赖于Rho因子的转录终止和固有转录终止(即不依赖于Rho因子的转录终止)。细菌转录终止过程受到细菌或噬菌体蛋白的正向和反向调控。本文主要总结了细菌转录终止机制和调控的研究进展,以期为进一步研究、理解转录终止过程提供理论基础。

关键词: 转录, RNA聚合酶, 转录终止, 转录调控

Abstract:

Transcription is the process by which genetic information is copied from DNA to RNA, and it can be divided into three stages: transcription initiation, elongation, and termination. Transcription termination is the last step of gene transcription and is crucial for accurate gene expression. Two prevailing modes of transcription termination exist in bacteria: Rho-dependent termination and intrinsic termination (Rho-independent termination). Transcription termination is positively and negatively regulated by bacterial or bacteriophage proteins. In this review, we summarize the research progress of bacterial transcription and its regulation, with the aim of providing a theoretical foundation for further studies and understanding of transcription termination process.

Key words: transcription, RNA polymerase, transcription termination, transcription regulation