7月19日，汕头大学理学院生物系林仲旸副教授与香港大学生物医学学院禤承恩（HUEN, Michael Shing Yan）教授团队在《Science Advances》期刊上发表题为“R-loop resolution by ARIP4 helicase promotes androgen-mediated transcription induction”的研究文章。林仲旸副教授为论文的共同通讯作者之一，汕头大学为合作单位之一。该研究阐明了R环（R-loop）解旋酶ARIP4的功能，并解析了其在转录压力促DNA断裂并诱导融合基因产生过程中的作用机制。该发现揭示了转录和基因组完整性之间的微妙平衡，为理解基因表达调控提供了新的视角。

转录涉及复杂的时空动态，RNA聚合酶II在启动子近端区域的暂停/释放是基因表达调控的关键步骤，正确的调控有助于协调转录、DNA复制和损伤修复，从而维持基因组的完整性。RNA聚合酶II的启动子近端暂停能够促进新生RNA链与DNA模板互补配对形成一种称为R环的结构。而当RNA聚合酶II的CTD区域发生Ser2的磷酸化修饰后，RNA聚合酶II进入延伸状态，这一过程与R环在启动子区丰度下降相关。

该研究发现，ARIP4蛋白能够结合并解开R环，从而调控启动子近端（暂停的）RNA聚合酶II的释放。研究团队以雄激素受体（AR）信号传导为模型，通过染色质免疫共沉淀测序分析，发现ARIP4与暂停的RNA聚合酶II共同占据基因的转录起始位点。同时，ARIP4与拓扑异构酶IIβ形成复合物，并在激素刺激下介导瞬时DNA双链断裂，释放转录引起的DNA双螺旋张力而加速RNA聚合酶II的延伸。在这一过程中，ARIP4的缺失会抑制RNA聚合酶II在启动子近端的释放，导致高度转录的AR靶基因启动子区R环的积累，从而可能增加DNA损伤修复的错误率而诱发融合基因产生。

ARIP4作为R环解旋酶的功能鉴定和表征，有助于解析复杂的基因表达调控过程。这项研究为探索ARIP4在AR信号传导之外的潜在作用及其在其他转录环境中的影响提供了新的视角，也为基于新型基因调控策略的药物开发提供了潜在靶点。

林仲旸，理学院副教授，章跃陵教授对虾免疫病与害团队成员，长期从事基因表观遗传调控方面的基础研究，研究领域包括细菌和宿主互作的表观遗传学机制和对虾训练免疫的分子基础等。

论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adm9577。

来源：理学院