近日，東南大學生命科學與技術學院、“發育與疾病相關基因”教育部重點實驗室的羅卓娟教授與林承棋教授團隊，在國際著名學術期刊《Science Advances》上發表了題為LEDGF/p75 promotes transcriptional pausing through preventing SPT5 phosphorylation的研究論文，揭示了轉錄暫停與延伸之間切換的新機制。

基因轉錄是遺傳信息從DNA到RNA的傳遞過程，直接影響細胞命運、個體發育和疾病進展。RNA聚合酶II（Pol II）在基因啟動子下游的暫停狀態是轉錄過程中的限速步驟，只有在獲得釋放信號后，Pol II才能進入延伸階段。而轉錄暫停釋放過程的異常調節，會引發多種人類疾病。此前，研究團隊發現轉錄延伸復合物（SEC）通過磷酸化Pol II及其他因子，使其從暫停狀態中釋放，進而促進下游基因的有效轉錄[1]。近年來，該團隊進一步揭示，SEC通過液-液相分離（LLPS）機制，快速聚集轉錄延伸核心激酶P-TEFb，從而啟動轉錄激活；同時，SEC利用多價相互作用和磷酸化修飾，將SPT5從穩定的轉錄暫停凝聚物轉變為延伸液滴，順暢推動轉錄過程的進行（Sci Adv, 2020；Chin Sci Bull, 2020；JMCB, 2021-封面文章；Biochemistry, 2022；EMBO Rep，2023-同期評述）[2-6]。

然而，作為進化上高度保守的轉錄暫停/延伸因子，SPT5在轉錄早期延伸過程中的角色轉變機制尚不明確。晶狀體上皮源性生長因子（LEDGF/p75），是一種染色質相關蛋白，包含甲基賴氨酸閱讀結構域（PWWP）和整合酶結合結構域（IBD），在轉錄調節和DNA修復中扮演重要角色，其異常與多種人類疾病相關，包括艾滋病、癌癥和自身免疫。本研究首次揭示了LEDGF/p75在轉錄暫停與延伸之間切換中的關鍵作用。研究表明，LEDGF/p75通過阻止SEC對SPT5的磷酸化，抑制Pol II從啟動子近端暫停狀態轉變為延伸狀態。進一步分析發現，SPT5的羧基末端重復序列（CTR）中的兩個相鄰結構域——磷酸化位點富集結構域（PRD）/CTR1和朊病毒樣結構域（PLD）/CTR2——在轉錄延伸和暫停過程中發揮著獨特的作用。LEDGF/p75通過與SPT5的PLD結構域結合，阻止SEC對SPT5-PRD的磷酸化，從而維持轉錄暫停狀態。此外，LEDGF的IBD結構域能降低SEC在啟動子近端的結合效率，并進一步抑制SPT5的磷酸化，防止Pol II從暫停狀態釋放進入延伸階段。總之，本研究揭示了LEDGF/p75與SEC如何通過協同作用調控SPT5，確保轉錄從暫停到延伸的順利過渡。該研究為轉錄暫停與延伸之間的切換提供了新的調控機制視角，具有重要的生物學意義。

東南大學生命科學與技術學院和附屬中大醫院雙聘博士后郭澄豪，博士研究生司書涵，方海同副教授為該論文的共同第一作者。生命科學與技術學院羅卓娟教授與林承棋教授，中大醫院血液科葛崢教授為該論文的共同通訊作者。蘇州大學吳嘉煒教授、段博副教授等參與了該項工作。該研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃、深圳市科技計劃、博士后創新人才支持計劃、博士后面上項目和江蘇省卓越博士后計劃的資助。