آیا RNA در حال تولید، “کلید قفل” تنظیم ژن است؟

در هر سلول، فرآیند رونویسی ژن‌ها توسط یک “توقف کوتاه” کنترل می‌شود. اکنون، محققان کشف کرده‌اند که این توقف حیاتی (Promoter-proximal Pausing) یک مکانیسم پنهان دارد: فاکتورهای رونویسی از طریق RNA در حال تولید در محل متوقف‌شده، مستقر می‌شوند و ژن را برای یک شروع قوی آماده می‌کنند.

کشف پیوند عجیب: توقف و اتصال 

• توقف در پروموتر: به طور معمول، RNA پلیمراز II در فاصله ۲۰ تا ۶۰ نوکلئوتیدی از نقطه شروع رونویسی متوقف می‌شود.
• آزمایش کلیدی: محققان با استفاده از مهارکننده DRB (که توقف پلیمراز را شبیه‌سازی می‌کند)، مشاهده کردند که اتصال فاکتور رونویسی ERα به ژنوم به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد.
• اهمیت مکان: این اتصال شدید ERα عمدتاً در پروموترها (محل‌های توقف Pol II) رخ داد.
• سینماتیک مولکولی: با استفاده از ردیابی تک‌مولکولی (SMT)، مشخص شد که نه تنها کسر اتصال، بلکه زمان ماندگاری (Dwell Time) فاکتور ERα در حضور DRB افزایش می‌یابد.

نقش RNA: تثبیت‌کننده هوشمند 

• فرض محوری: پایداری و ماندگاری بالای ERα در محل‌های توقف، به دلیل توانایی ERα در اتصال به RNA است.
• RNAهای کوتاه: حتی در زمان توقف، RNAهای کوتاه در محل پلیمراز متوقف‌شده سنتز می‌شوند.
• پیوند حیاتی: ERα با این RNAهای کوتاه تشکیل کمپلکس می‌دهد. این کمپلکس RNA:ERα باعث افزایش غلظت موضعی ERα شده و حضور آن را در کروماتین پایدار می‌کند.
• شواهد قوی: یک جهش در ERα که توانایی اتصال به RNA را حذف می‌کرد، نتوانست افزایش اتصال مشاهده شده در ERα وحشی (WT) را نشان دهد.

آماده‌سازی برای رونویسی قوی 

• جذب BAF و NFR: اتصال پایدار ERα در حین توقف، برای جذب کمپلکس BAF حیاتی است. این عمل منجر به حذف نوکلئوزوم‌ها و تشکیل نواحی عاری از نوکلئوزوم (NFRs) می‌شود که نشانگر کروماتین فعال است.
• نشانگر فعالیت (H3K27ac): اتصال پایدار ERα همچنین با افزایش سطح H3K27ac (نشانگر کروماتین فعال) همبستگی داشت.
• نتیجه نهایی: پس از حذف مهارکننده DRB، این پروموترها رونویسی بسیار بالاتری از خود نشان دادند، که اثبات می‌کند توقف Pol II برای افزایش پتانسیل رونویسی ژن‌ها استفاده می‌شود.

منبع : Paused RNA polymerase primes promoters via RNA-mediated stabilisation of transcription factor ERα

از فهم مکانیسم تا مهندسی ژنتیکی دقیق 

این کشف بر اهمیت چگونگی تعامل فاکتورهای رونویسی (مانند ERα) با RNA در حال ظهور برای تنظیم نهایی ژن‌ها تأکید می‌کند. مدیریت توقف و شروع رونویسی، کلید درمان‌های آینده است.

برای انجام دقیق‌ترین مداخلات ژنتیکی و بررسی عملکرد ژن‌ها در سطح رونویسی، همین حالا از خدمات ویرایش ژن CRISPR ما و کیت‌های تخصصی‌مان دیدن کنید