主要观点总结
该文章主要介绍了RNA聚合酶（RNAPs）在转录过程中的作用，特别是哺乳动物中的Pol II、Pol III以及酵母线粒体RNA聚合酶（mtRNAP）的转录起始到延伸的转换机制。文章重点描述了复旦大学徐彦辉研究团队在Pol III转录起始机制方面的研究成果，包括重建了人源Pol III转录起始的完整动态过程，揭示了转录因子与聚合酶催化活性的协同作用机制，以及发现起始因子在启动子的滞留和转录再起始的证据。同时，文章还介绍了研究团队在非同位素测活方法上的创新，为转录研究提供了更高效、安全的方法。
关键观点总结
关键观点1: RNA聚合酶在转录中的核心作用
RNAPs负责将DNA上的遗传信息转录为RNA，是转录的核心酶。在哺乳动物中，Pol II和Pol III负责不同类型的RNA转录，其中Pol III主要转录短链非编码RNA。
关键观点2: Pol III转录起始到延伸的转换机制
目前对Pol III的起始调控机制了解有限，其从起始到延伸的动态转换机制仍不清楚。复旦大学徐彦辉团队的研究揭示了人源Pol III转录起始的完整动态过程，以及转录因子与聚合酶催化活性的协同作用机制。
关键观点3: 起始因子的启动子滞留和转录再起始机制
研究发现起始因子在一次转录完成后仍保留在启动子附近，便于迅速启动新一轮转录。这为理解Pol III高频率转录任务中的策略提供了线索。
关键观点4: 非同位素测活方法的创新
研究团队创新性地建立了一种无需同位素的转录起始活性检测方法，通过荧光标记小分子连接至新生RNA的3’羟基，实现了对转录起始反应活性的灵敏检测，提高了转录研究的效率和可重复性。
正文
复旦大学徐彦辉研究员
团队首次以单碱基分辨率动态揭示了哺乳动物
Pol II
从起始到早期延伸的全过程，指出模板链在
Pol II
核心通道的堆积以及
NTP
水解提供的驱动力是该阶段转变的关键因素（
Science专家点评丨玉于汝成，功不唐捐——徐彦辉团队揭示转录起始连续动态全过程
）。
同年
，
比利时鲁汶大学
Kalyan Das
研究组与美国罗格斯大学
Smita S. Patel
研究组
合作报道
酵母线粒体
RNA
聚合酶
（
mtRNAP
）
在转录起始阶段的动态变化，发现非模板链的扩张和模板链的堆积会导致转录泡崩塌和启动子逃逸，从而驱动转录起始向延伸的转换（
Nature｜线粒体转录起始的逐步结构解析
）。
上述工作揭示了
不同物种，不同
功能
RNAP
转录起始向延伸的转折机制
，推动了对转录
起始调控
机制的深入理解。
然而，目前对
Pol
III
的起始调控机制了解仍较为有限，研究进展相对滞后。
对于
Pol III
的
转录起始到延伸阶段的动态转换机制，尤其是是否存在与
Pol II
类似的构象变化，仍知之甚少。回答这些关键问题不仅将系统补全真核转录调控网络的理解，还将为
RNA
聚合酶的
功能差异和
进化研究提供新的视角。
2025
年
6
月
4
日，复旦大学
徐彦辉
团队在
Nature
杂志在线发表题为
Structural insights into human Pol III transcription initiation in action
的研究论文。该研究
重建了人源
Pol III
转录起始的完整动态过程，揭示了转录因子与聚合酶催化活性协同驱动
Pol III
由转录起始向延伸过渡的分子机制，为理解真核短链非编码
RNA
合成的调控提供了关键结构基础。
图
1. Pol III
起始复合物组装与体外转录测试。
研究团队
参考前期
Pol II
研究的方法并进行了优化，
基于天然
U6-1
启动子序列构建了多个包含
A-less cassette
的启动子
DNA
模板。该策略在缺乏
ATP
的体外转录反应体系中，可将转录过程“卡顿”在起始位点下游特定位点，从而捕捉转录起始向延伸转换过程中的关键中间态。随后，研究人员将这些
DNA
模板与
通用转录因子
（
GTFs
）
，包括
TFIIIB
复合物、
SNAPc
复合物，以及
Pol III
共同组装，启动体外转录反应，并结合
UTP
、
CTP
、
GTP
和
3
’
-dATP
，获得多个不同阶段的
转录复合物
（
transcription complex,
TC
）
，并进行冷冻电镜单颗粒分析
（图
1
）
。
转录
起始到延伸
的转换点：
RNA
长度达到
6
个核苷酸
