2020年9月28日，我校生命科學學院曾凡力課題組在美國實驗生物學會聯合會會刊The FASEB Journal（IF 5.39、中科院二區Top）在線發表了題為「Npa3 interacts with Gpn3 and assembly factor Rba50 for RNA polymerase II biogenesis」的學術論文，為理解真核生物RNA聚合酶的組裝以及轉錄機制增加了新的認識。我校碩士研究生劉雪琴和謝德寶為論文的共同第一作者。這項工作得到了國家自然科學基金（No. 32070574）和河北省優秀青年科學基金（C2020204109）的資助，是曾凡力課題組繼2018年解析RNA聚合酶II首步組裝機制以來又一深入的原創性成果。
RNA聚合酶II在真核生物中主要負責合成mRNA及大多數snRNA和microRNA前體。RNA聚合酶II是含12個亞基的分子量為550kDa的大複合物，也是RNA聚合酶中被研究得最多的一類。RNA聚合酶II是生命功能維持最重要的蛋白複合體之一，其結構和功能研究非常清晰。Roger D. Kornberg因為RNA聚合酶II結構的解析等卓越貢獻獲得2006年諾貝爾獎。然而RNA聚合酶全酶組裝及機制非常複雜，目前仍是轉錄調控領域中的難點。曾凡力課題組長期從事酵母分子遺傳學研究，重點關注RNA聚合酶組裝的分子機制。在前期研究基礎上，本研究發現GPN蛋白家族成員Npa3（人的Gpn1同源蛋白）與Gpn3以及Rba50存在互作關係協同組裝RNA聚合酶II。首先，因為實驗室研究的組裝因子均為必須基因，敲除致死。研究人員在釀酒酵母中構建了一套靶標蛋白快速降解系統，能特異性快速降解目標蛋白。研究發現，快速降解Gpn1（Npa3）、Gpn2、Gpn3均能造成細胞生長受阻，RNA聚合酶II在細胞質中聚集，嚴重影響RNA聚合酶II的組裝，直接證明釀酒酵母GPN家族蛋白成員均參與RNA聚合酶的生物生成過程。Figure 1. Rapid depletion of GPN protein via AID system leads to cytoplasmic accumulation of Rpb1 and RNAPII assembly defects.
進一步通過定點突變構建了Npa3基因溫度敏感株，通過酵母高拷貝遺傳回補篩選手段獲得了npa3ts的一系列抑制基因，其中包括組裝因子Rba50和Gpn3等。
Figure 2. A point mutation in NPA3 causes temperature-sensitive cytoplasmi caccumulation of Rpb1.
Figure 3. GPN3 and RBA50 suppress the npa3ts mutant.
一系列生化實驗證明，Npa3直接參與RNA聚合酶II的組裝。有意思的是，研究人員發現Npa3和Gpn3均為必需基因，但二者存在物理相互作用且蛋白量的穩定性是相互依存關係。這證明Npa3組裝RNA聚合酶的功能與Gpn3密不可分，且相互協調。Figure 4. Gpn1 and Gpn3 are mutually required to stabilize their protein levels.
Npa3另一個互作蛋白Rba50是課題組前期報導的一個組裝因子。本研究中研究人員發現Npa3與Rba50互作，很可能協同靶向於RNA聚合酶II第2號大亞基的組裝。本研究充分利用酵母遺傳學和生物化學手段，採用創新的蛋白靶向降解系統，高效鑑定了Npa3組裝RNA聚合酶的功能。同時，也為新的組裝因子功能快速鑑定提供了系統性的方法。原文連結：
https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1096/fj.202001523R
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