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Mol Cell背靠背 | 孟飞龙/胡晋川/王剑合作发现抗体多样化新因子ELOF1

BioArt · 公众号 · 生物 · 2025-03-06 08:00

正文

2025 年 3月 5日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所） 孟飞龙 研究组、复旦大学生物医学研究院 胡晋川 研究组以及国际和平妇幼保健院 王剑组 的合作研究成果 Transcription-coupled AID Deamination Damage Depends on ELOF1-associated RNA Polymerase II 与美国耶鲁大学 David Schatz 课题组（第一作者为吴丽贞博士，师从李蓬院士）的工作 Transcription elongation factor ELOF1 is required for efficient somatic hypermutation and class switch recombination 背靠背在 Molecular Cell 上在线发表。该研究揭示了转录延伸因子ELOF1在抗体多样化和转录偶联DNA修复中的双重作用，解析了其通过稳定RNA聚合酶II介导转录偶联过程的分子机制。这项工作显示了转录机器在抗体多样化中的重要功能，为解析抗体基因突变重组的源头机理奠定了重要的基础。

成熟的B细胞通过体细胞高频突变（Somatic Hypermutation, SHM ）和抗体类型转换（Class Switch Recombination, CSR ），改变抗体的亲和力和效应功能，从而高效灵活的抵御各种病原。体细胞高频突变和抗体类型转换均依赖于B细胞特异的胞嘧啶脱氨酶 AID （Activation Induced Deaminase）。AID可以靶向抗体基因的特定区域，造成DNA损伤。错误偏向的DNA修复通路会进一步将这些损伤转换为高频突变或断裂重组，从而实现体细胞高频突变和抗体类型转换两个过程。抗体基因上的非编码转录过程是AID特异性靶向的必要条件，然而转录机器在AID靶向过程中的作用机制目前并不清楚，作者因此对该问题展开了研究。

为了解析转录机器在AID靶向中的作用，作者设计了针对转录相关通路的CRISPR筛选文库，并筛选了影响抗体类型转换的潜在新因子。通过筛选，作者发现转录延伸因子ELOF1的缺失会显著降低抗体类型转换效率。借助研究团队前期开发的Cas-CSR （Cell Research, 2020）、BE-CSR (Cell Reports, 2018) 以及扩增子测序等方法，作者发现ELOF1通过协助AID靶向而非DNA损伤修复来参与抗体类型转换。通过Rep-SHM-Seq，作者进一步发现ELOF1同样影响了体细胞高频突变过程中的AID靶向。为了进一步确定ELOF1对AID靶向特异性的影响，作者构建了基于H3K27ac ChIP-seq的突变检测方法，并利用该技术发掘了204个AID脱靶位点。利用扩增子测序检测这些脱靶位点的突变频率，作者发现ELOF1的缺失同样会导致脱靶频率的下降。这些结果表明，ELOF1协助了普遍性的AID靶向过程。

ELOF1近期被发现通过促进RNA聚合酶II的聚泛素化，参与了转录偶联的核苷酸切除修复（TC-NER）过程 (Nature Cell Biology, 2020) 。为了进一步解析ELOF1协助AID靶向的机制，以及其与TC-NER的关系，作者构建了多种ELOF1突变体和TC-NER缺陷细胞株。通过这些工具，作者发现TC-NER核心因子并不参与AID靶向过程，但AID靶向和TC-NER均依赖于ELOF1和RNA聚合酶II的相互作用。因此，作者后续着重探究了ELOF1在转录中的功能。利用PRO-seq、RNA聚合酶II的ChIP-seq以及转录抑制，作者发现ELOF1可以稳定转录暂停的RNA聚合酶II，并可能通过这种方式促进了RNA聚合酶II对AID的招募。借助蛋白质-DNA损伤动态检测技术PADD-seq，作者发现ELOF1通过类似的机制稳定了损伤阻滞的RNA聚合酶II，从而协助了下游TC-NER修复因子的招募。综上，作者发现 ELOF1通过一种统一的机制，即稳定转录暂停的RNA聚合酶II作为招募平台，来协助转录偶联过程的高效运行。

这项工作首次阐明了ELOF1在AID靶向和转录偶联修复中的作用，并揭示了它们统一的底层分子机制，为转录偶联过程的调控提供了新视角。这些发现不仅加深了我们对抗体多样化机制的认知，还进一步拓宽了我们对转录等基础分子生物学过程的理解。

分子细胞卓越创新中心代鹏飞博士（现国际和平妇幼保健院博士后）、罗屹枫博士，复旦大学生物医学研究院谈远清博士是该论文的共同第一作者。分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）孟飞龙研究员、复旦大学生物医学研究院胡晋川研究员以及国际和平妇幼保健院王剑教授为该论文的共同通讯作者。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.molcel.2025.02.006

https://www.cell.com/molecular-cell/abstract/S1097-2765(25)00133-9

制版人：十一

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