DNAスーパーコイリングによる長距離協同および敵対的なRNAポリメラーゼダイナミクス

Sangjin Kim¹, Bruno Beltran², Irnov Irnov¹

¹Microbial Sciences Institute, Yale University, West Haven, CT 06516, USA; Department of Molecular, Cellular and Developmental Biology, Yale University, New Haven, CT 06511, USA; Howard Hughes Medical Institute, Yale University, New Haven, CT 06536, USA.

Cell

|September 21, 2019

まとめ

共同転写RNAポリメラーゼ (RNAP) は,DNAスーパーコイルの影響で,長距離で協力的または敵対的なダイナミクスを表します. このメカニズムは遺伝子調節とタンパク質合成に影響し生物全体に影響を及ぼします

科学分野:

分子生物学
遺伝学
バイオ物理学

背景:

多重RNAポリメラーゼ (RNAP) は,異なる密度で遺伝子を転写する.
RNAPの密度は遺伝子や環境条件によって影響を受けます

研究の目的:

配写RNAPのダイナミクスを研究する.
RNAPの相互作用におけるトランスクリプション誘発のDNAスーパーコイルの役割を調査する.
RNAPのダイナミクスが遺伝子発現とタンパク質合成にどのように影響するか理解する.

主な方法:

インビトロ転写試験
エシェリキア・コライの体内試験
トランスクリプション誘発のDNA超巻きの分析
トポイソメラーゼI活性検査

主要な成果:

共同転写RNAPは,2kB以上の距離でDNAスーパーコイルを介して協力的または敵対的なダイナミクスを表すことができます.
RNAPの転位速度は,プロモーターの強さの変動によって影響を受けないが,プロモーター抑制によって減少する.
早期終結と合成停止は,RNAPコンボイ形成とは独立して,プロモーター抑制下で起こります.
異なった遺伝子ペアを転写するRNAPの間に敵対的なダイナミクスが観察される.
トポイソメラーゼIの活動は,プロモーター抑制の負の効果を無効化する.

結論:

トランスクリプション誘発のDNAスーパーコイリングは,共同トランスクリプションRNAPダイナミクスを調節する重要なメカニズムである.
RNAPの相互作用は遺伝子発現効率とタンパク質合成に影響する.
これらの発見は,生物間のトポロジカルに制約されたDNAの転写に広く適用できます.

キーワード:

DNAスーパーコイル RNAポリメラーゼ遺伝子調節グループダイナミクス早期の解約トランスクリプション延長

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