轉(zhuǎn)錄暫停指遺傳信息從DNA流向RNA的延伸過程中RNA聚合酶暫時(shí)停止轉(zhuǎn)錄，以利于基因表達(dá)的精細(xì)調(diào)控。近日，植物學(xué)期刊《分子植物》發(fā)表了山東農(nóng)業(yè)大學(xué)作物生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授盧從明課題組的發(fā)現(xiàn)：葉綠體蛋白mTERF5就是一個(gè)轉(zhuǎn)錄暫停因子，它介導(dǎo)了葉綠體psbEFLJ操縱子的轉(zhuǎn)錄暫停，并促進(jìn)其轉(zhuǎn)錄。

       在轉(zhuǎn)錄暫停過程中，RNA聚合酶依然與新生RNA以及模板DNA結(jié)合，一旦條件具備，轉(zhuǎn)錄仍會(huì)繼續(xù)進(jìn)行。轉(zhuǎn)錄暫停對(duì)于生命體的生長、發(fā)育及環(huán)境適應(yīng)性等諸多生物學(xué)過程有著重要的調(diào)節(jié)作用。細(xì)菌、后生動(dòng)物與植物細(xì)胞核都普遍存在著轉(zhuǎn)錄暫?，F(xiàn)象，但是此前的研究沒有發(fā)現(xiàn)植物中的轉(zhuǎn)錄暫停因子，也不清楚葉綠體中是否普遍存在轉(zhuǎn)錄暫停現(xiàn)象。植物中有關(guān)轉(zhuǎn)錄暫停的研究還比較少，是一個(gè)新的研究方向。

       研究人員通過葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)，把篩選好的擬南芥T-DNA插入突變體庫后發(fā)現(xiàn)，mTERF5缺失導(dǎo)致植物生長發(fā)育遲緩和光系統(tǒng)PSII活性顯著下降。進(jìn)一步的研究揭示，mTERF5的缺失特異性導(dǎo)致葉綠體psbEFLJ轉(zhuǎn)錄效率大幅度降低。psbEFLJ操縱子轉(zhuǎn)錄效率下降導(dǎo)致了mterf5突變體中PSII活性的降低。

       研究者進(jìn)一步對(duì)mTERF5在轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控葉綠體psbEFLJ操縱子的分子機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)性研究。他們發(fā)現(xiàn)mTERF5是一個(gè)DNA結(jié)合蛋白，通過特異地結(jié)合到psbEFLJ操縱子轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)，導(dǎo)致葉綠體編碼的RNA聚合酶（PEP）在psbEFLJ操縱子轉(zhuǎn)錄過程中產(chǎn)生暫停，助力mTERF5招募PEP復(fù)合體中的關(guān)鍵組分pTAC6組裝到PEP復(fù)合體中，從而形成更高活性的PEP復(fù)合體，進(jìn)而促進(jìn)psbEFLJ操縱子的轉(zhuǎn)錄效率。

       該研究對(duì)轉(zhuǎn)錄暫停因子mTERF5調(diào)節(jié)葉綠體psbEFLJ操縱子的分子機(jī)制進(jìn)行了精細(xì)解析，并證明葉綠體中普遍存在轉(zhuǎn)錄暫?，F(xiàn)象，這一發(fā)現(xiàn)為植物轉(zhuǎn)錄調(diào)控的分子機(jī)制研究提供了新的思路。該論文系與中國科學(xué)院植物研究所合作完成。