转录中介体（Mediator）作为转录调控的关键辅因子，是位于转录因子和转录机器RNA聚合酶II (Pol II)之间的桥梁分子。在转录起始阶段，Mediator能够促进通用转录因子与RNA聚合酶II形成转录预起始复合物，从而调控下游基因表达。Mediator的不同亚基还能够与特定的co-factor结合，进而参与特定的生物学过程，比如mRNA可变剪接及Pol II的暂停和延伸。
转录终止是RNA生成过程中的关键步骤，转录终止的功能缺陷会导致转录通读(read-through)现象，而转录通读与多种癌症的发生密切相关1。前体信使RNA 3’末端加工因子(Pre-mRNA 3’ end processing factors)介导转录终止过程的启动，其核心组分为剪切和多聚腺苷酸化特异性因子(Cleavage and polyadenylation specificity factor, CPSF)。稳态情况下，在RNA聚合酶II通过转录终止位点时，新产生的RNA会招募CPSF，并由CPSF亚基FIP1协调CPSF3和PAP分别发挥RNA切割及多聚腺苷酸化作用，生成带有Poly(A)的前体RNA。而转录通读发生时，RNA无法在转录终止位点附近被切割和多聚腺苷酸化2。
2025年6月5日，复旦大学王纲教授团队联合北京基因组所张治华团队在Molecular Cell杂志上发表了题为Mediator regulates transcriptional termination through cross-talk with pre-mRNA 3' end processing factors的文章。该研究首次揭示了转录中介体通过与CPSF复合物相互作用调控转录终止过程，而该机制的失调可能与癌症中广泛存在的转录通读现象密切相关，这为理解癌症的发生发展提供了新的视角。
2012年，王纲实验室发现转录中介体耦联RNA splicing factor调控RNA可变剪接过程。在最新的研究中，研究团队通过免疫共沉淀结合质谱实验发现MED23免疫共沉淀的蛋白中包含多种3'末端加工因子。化学交联结合免疫共沉淀实验进一步证实Mediator与CPSF存在相互作用，其亚基MED23与3'末端加工因子FIP1的互作较为关键。敲除MED23或敲低FIP1都能显著减弱CPSF复合物与Mediator的相互作用。FIP1的C末端IDR（内在无序区域）与MED23有较强的相互作用，而过表达FIP1 IDR能够竞争性地破坏CPSF与Mediator的相互作用。体外、体内实验表明，MED23还能与FIP1形成相分离凝聚体。基于MED23与FIP1的互作，研究团队进一步探究了两者在全基因组上的定位。通过CUT&Tag和ChIP-seq分析，发现MED23与FIP1在基因组水平有显著的共定位，并且观察到MED23也能结合到转录终止位点。而当MED23缺失时，FIP1在全基因组上的结合大幅减少。
通过生物信息学预测，研究团队发现MED23的C端结构与细菌中转录终止相关因子nusB有高度的结构同源性。研究团队拓展了denaturing-CLIP技术，发现MED23能够显著直接结合到多个基因的RNA 3'末端，并且MED23所结合的RNA序列与nusB结合的BoxA-RNA序列具有相似性。进一步通过交联质谱分析，研究团队发现MED23结合RNA的位点与nusB同源区域高度一致。这些结果表明，MED23是一种与细菌转录终止因子nusB同源的全新RNA结合蛋白。
为了探究MED23是否参与转录终止的调控，研究团队应用4SU-seq（新生成RNA测序）技术对野生型和MED23缺失的细胞进行了转录终止信号的定量分析，发现MED23缺失能够导致大量基因发生转录通读。此外，FIP1缺失或FIP1 IDR的过表达同样导致类似的转录通读事件，这表明破坏Mediator与CPSF之间的相互作用能够导致转录通读。有趣的是，在MED23缺失细胞中回补野生型MED23可以恢复（rescue）转录通读，而回补RNA结合位点突变的MED23只能部分恢复转录通读。该结果说明MED23的RNA结合能力参与了转录终止调控。
另外，研究团队还发现，MED23缺失还能够导致数百对相邻基因产生融合转录本。通过融合转录本报告实验发现，MED23缺失、FIP1缺失或者过表达FIP1 IDR均能促进相邻转录本的融合；而在相邻转录本中间加入MED23 nusB结构域所结合的BoxA-RNA序列，则能够抑制融合转录本的产生。最后，研究团队还探究了Mediator对癌症细胞可能的转录终止调控。通过组学数据分析，他们发现乳腺癌中存在明显的MED23低表达，并伴随着显著的转录通读事件的发生，且MED23的表达水平越低，转录通读事件越多。
综上，研究团队利用免疫共沉淀（co-IP）、质谱分析、CUT&Tag和 CLIP-seq等多种方法，发现转录中介体与 CPSF复合体互作以调控转录终止。这项工作扩展了对转录终止调控机制的理解，也为研究癌症的发生发展提供了新的视角。
复旦大学生命科学学院王纲教授和中科院北京基因组研究所张治华研究员为本文的共同通讯作者。本文的第一作者为卢城江博士，目前在西湖大学医学院付向东课题组进行博士后研究。北京基因组研究所的白雪博士（现任职于北京阜外医院全国重点实验室），和复旦大学的博士生张瀚卿为文章的共同第一作者。该项工作得到了西湖大学医学院付向东教授，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心吴立刚研究员及程红研究员，上海交通大学医学院附属新华医院黄旲研究员以及复旦大学生命科学学院黄强教授的大力支持，并获得国家自然科学基金委和科技部重点研发计划的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.molcel.2025.05.006Get rights and content