Nature | 徐彦辉团队揭示RNA聚合酶III转录起始动态过程

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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

分析获得的七个高分辨率 Pol III-TC

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