我国科学家解读真核生物第四个RNA聚合酶结构登上《科学》

中国青年报客户端上海12月24日电（中青报·中青网记者王烨捷）今天，中国科学院分子植物科学卓越创新中心张余研究团队和王佳伟研究团队以及浙江大学冯钰团队合作在《科学》杂志以Research Article形式发表题为“Pol IV and RDR2: A two-RNA-polymerase machine that produces double-stranded RNA”（Pol IV-RDR2以双链DNA为模板合成双链RNA的独特分子机制）的研究论文，该研究解析了Pol IV-RDR2蛋白复合物的三维结构。

据悉，近30年来，Pol I, Pol II和Pol III的三维结构陆续得到解析，然而Pol IV（即真核生物第四个RNA聚合酶——记者注）的三维结构和工作方式仍然尚未得到解答。该项研究成功解析了真核生物第四个RNA聚合酶的结构，揭示了双RNA聚合酶复合物的独特构造和协同工作机制，提出了转录蛋白质机器的新型工作模式。该研究成果是分子生物学和植物科学基础前沿领域的一项重大突破。

虽然Pol IV和RDR2（一种蛋白质，记者注）已经被发现多年，然而这两种转录机器的内部构造和如何协同工作尚未阐明。主要原因是，Pol IV是植物细胞核编码的第四种RNA聚合酶，与真核生物的Pol I, Pol II和Pol III相比，其基因组转录区域、相互作用转录因子、工作方式、以及生理功能都有显著区别。

张余团队研究显示，Pol IV和RDR2很像两个分管不同RNA合成工作的独立车间，研究发现它们很聪明地合并在一起，并在两个原本独立的车间之间建造了一个内部通道。Pol IV合成车间的工作是以双链DNA为模板合成单链RNA，合成出的单链RNA产物就可以通过内部通道直接传送到RDR2的合成车间，从而RDR2能够直接以单链RNA为模板，合成双链RNA。据此，研究人员提出蛋白质机器Pol IV- RDR2复合物就像一个高效合成双链RNA的工厂，以双链DNA为模板，在蛋白机器内部传递单链RNA中间产物，连续高效地合成双链RNA。（中科院植生所供图）