东京理工大学的研究人员设计了一种基因编码的“活细胞”探针，能够识别RNA聚合酶II中磷酸化的Ser2，随后识别活细胞中活跃转录的延伸期位点。该探针可用于活体动物的实时图像转录延伸，使基因调控的研究突姜堰23张飞猛进。
在所有真核细胞的细胞核中，一种被称为RNA聚合酶II (RNAP2)的酶负责转录几乎所有赋予我们不同特征的基因。因此，为了更好地了解整个真核生物基因组的调节和各种细胞的功能，使用荧光蛋白标记的RNAP2分子分析了活细胞中RNAP2的行为。虽然这种方法我们拥有先进的知识在这个蛋白质的行为明显,细胞通常包含超过100000 RNAP2分子和成千上万的活跃转录网站或“工厂”,很难追踪单RNAP2焦点当整个单元点亮一个灯泡,因为荧光!
最近，一种使用荧光标记抗原结合片段的活细胞可视化方法已经产生了特异性修饰蛋白形式的定位。基于这种方法，东京理工学院和九州大学的一组研究人员，在Hiroshi Kimura教授的带领下，开发了一种基因编码的“活细胞”探针，以监测细胞转录过程中普遍存在的修改版本的RNAP2。他们的发现发表在《细胞生物学杂志》上。
木村教授非常简单地解释了他们的理论基础，“在人类中，大多数基因是由RNAP2转录的，这是一个12个单位的复杂结构。最大的亚基有一条长尾，由7个氨基酸的52次重复组成。在转录延伸阶段，这七个氨基酸中的一个Ser2被磷酸化。我们试图在活细胞中检测这种ser2磷酸化的活性RNAP2。”
基因编码的探针在导入细胞方面比蛋白质探针更方便，因为一旦编码探针的遗传物质被整合到大蛇王电影宿主DNA中，细胞就会永远产生这种探针。木村教授的团队开发了一种基因编码的修饰特异性细胞内抗体(方便地称为“薄荷体”)探针，称为RNAP2- ser2ph -mintbody，用于检测RNAP2 Ser2磷酸化。
在使用高分辨率显微镜检查细胞时，他们发现在转录活跃的区域存在RNAP2-Ser2ph-mintbody。“我们发现了大量的薄荷体，就像转录的‘工厂’，”木村教授告诉我们，“这可能表明rnap2 - ser2ph -薄荷体可以识别活跃的转录位点。”
研究人员发现，RNAP2- ser2ph -薄荷体在细胞有丝分裂期间和存在RNAP2抑制剂时减少。此外，他们还注意到，rnap2 - ser2ph -mint - body更多地出现在与其他参与转录延伸阶段的蛋白质有关的地方，而不是那些参与转录起始和终止阶段的蛋白质。细胞中的RNAP2-Serph2位点相对于DNA复制区域更具流动性，这表明转录延伸发生的位点是独立的，比局限染色质区域更具流动性。
这对基因研究的未来意味着什么?“理解RNAP2的调控可以帮助我们理解基因组、细胞功能和表现型，”木村教授解释说。
事实上，转录是蛋白质生产的第一步，而定位活跃转录的位点为我们观察这一过程提供了一个目标。了解RNAP2如何读取DNA，可以为蛋白质合成的最终结果提供重要线索。
这项研究的有希望的结果可以推动遗传学和基因调控的未来研究，并扩大我们对人类基因组的知识。
新风云辅助参考
作者:Satoshi Uchino 1,尤马伊藤 1,佐藤裕子 1,2, Tetsuya翰达岛 2*, Yasuyuki Ohkawa 3, Makio Tokunaga 1, Hiroshi Kimura 1,2论文题目:翻译的实时成像 使用Elo的站点 ngating RNA聚合酶ii特异性探针杂志:细胞生物学杂志doi:10.1083/jcb.202104134
社会兼职:
1,2东京工业大学，日本
3日本九州大学
2*目前地址-英国癌症研究中心，剑桥，英国