4.2.1ポリメラーゼII

転写終結は、その開始よりもはるかに探索されていないが、過去25年間は、DNAテンプレートからの新生転写物およびRNAポリメラーゼの適切なタイミングで正確な放出がRNAの運命および全体的なゲノム維持にとって重要であることを明らかにした。

図7.2. 転写終結の魚雷機構におけるRat1の機能。 （Ａ）新生Ｐｏｌ Ｉ Ｉ ｍ ＲＮＡ転写物は、切断およびポリアデニル化特異性因子（ＣＰＳＦ）のＹｓ Ｈ１成分によって共翻訳的に切断される。 得られた露出したモノホスホリル化5′-下流RNAの末端は、Ser2リン酸化CTDと相互作用するPcf11とRtt103タンパク質を介してPol II複合体に募集されていたRat1/Rai1 伸長複合体は、ポリメラーゼに追いつくRat1/Rai1時に不安定化されます。 ラット1依存性終了はRpb1大Pol IIサブユニットと相互作用し、ラット1募集を容易にSen1ヘリカーゼによって刺激される。 (B)新たに合成されたpre-rRNAはRnt1エンドヌクレアーゼによってcotranscriptionally切断され、得られた3’製品はRat1/Rai1によって分解され、pol Iを魚雷、効率的なPol I終了はまた、Nsi1および/またはReb1T1ターミネーター（緑のボックス）での結合を必要とし、ポリメラーゼの一時停止、pol i特異的サブユニットRpa12とヘリカーゼSen1を引き起こし、rDNAに関連付けられ、直接Rnt1と相互作用する。 （本の後ろのカラープレートのセクションを参照してください。）効率的なPol Iの終了はまた、nsi1および/またはReb1t1ターミネーター（緑のボックス）での結合を必要とし、ポリメラーゼの一時停止、pol i特異的サブユニットRpa12とヘリカーゼSen1、rDNAと結合し、直接Rnt1と相互作用する。

後の研究では、酵母のRat1とヒトのXrn2が魚雷活性の原因であり、酵母のRat1活性化剤Rai1と同様に、いずれかの酵素の欠如が終 植物ラット1相同体、シロイヌナズナAtxrn3は、ラット1/Xrn2と同様に転写終結因子として作用することも可能である。 ハイスループットアプローチは、転写リードスルー分子に対応することができるxrn3ノックダウン変異体におけるmRNAとマイクロrna（miRNA）遺伝子の3’末端からの非 したがって、Atxrn3は、その魚雷終了活性の結果として、グローバルRNA3’末端サーベイランスに参加することができます。

魚雷機構は、Rat1のエキソヌクレアーゼ触媒活性に依存し、単にその存在に依存するものではない。 MRNA合成中のRat1/Xrn2のためのモノホスホリル化RNA基質は、mRNA3’末端形成機械によるポリアデニル化部位におけるcotranscriptional切断（CoTC）の結果として生成される。 より正確には、このプロセスは、酵母中のCF IIのYsh1成分、またはヒト切断およびポリアデニル化特異性因子（CPSF）の対応するCPSF-73サブユニットによって行 ). 効率的な終了に貢献するために二つの要因が提案されました: ポリ（A）シグナルの強さと5’切断産物を分解するエキソヌクレアーゼの作用は、ポリ（a）サイトの下流ポリメラーゼの一時停止を容易にし、その放出を促進 一方、障害されたラット1依存性終了は、適切なポリ（A）サイト認識とmRNA切断を廃止しません。追加のRat1/Xrn2エントリサイトは、哺乳動物または酵母におけるRnt1による内核溶解切断におけるポリ（A）サイトの下流の自己触媒CoTCを介して発生 後者のケースは、一緒にNrd1/Nab3/Sen1複合体（NRD）によって媒介される経路と、Pol IIリリースのためのバックアップモードを提供し、タンパク質コード遺伝子のための

Rat1/Xrn2は、効率的なPol IIの終了のために必要とされるが、Rat1は、in vitroでの終了をトリガするために失敗し、その5′-3’分解活性は、in vivoでのポリメラーゼ解離を促進するのに十分ではありません。

Rat1/Xrn2は、in vitroでの 一貫して、核を標的とする酵母Xrn1は、新生RNAのcotranscriptional分解が可能であるが、Rat1欠乏症によって引き起こされる終了欠陥を救出しません。 これらの結果から，エキソヌクレアーゼがポリメラーゼに追いつくことは必要であるが，伸長複合体を不安定化させるのに十分ではなく，魚雷機構の追加要素が終端の間に動作することが示唆された。 これは、Xrn1タンパク質に存在しないRat1ユニークな機能、拡張タワードメインは、その終端特性のために責任があるかもしれないと仮定されています。 Ｔｏｗｅｒドメインはある種の修正を受けるか，または終端増強因子との相互作用のためのインタフェースとして機能することが考えられる。 Rat1依存的な終了を刺激する要因の可能な候補の一つは、短いmrnaに最も強い効果を持つ、タンパク質コード遺伝子の終了に寄与する酵母（下記参照）の非コー Sen1は、最大のPol IIサブユニット、Rpb1とそのn末端ドメインを介して相互作用し、Sen1ヘリカーゼ活性を損なうことは、コードと非コード遺伝子上のゲノムワ ヒトSen1相同体、セナタキシンは、直接RNAを解決することによってXrn2を介した転写終了を促進することが示された：DNAハイブリッド（Rループ）は、主にポリ（A） この活性は、ポリ（A）サイト3’切断産物へのXrn2のアクセスを容易にし、したがって、魚雷エキソヌクレアーゼの募集に貢献しています。 酵母Sen1の作用様式は類似していると考えられている。

未回答の質問は、Rat1が伸長ポリメラーゼにどのように動員されるかである。 いくつかの観察は、彼らのCTD相互作用ドメイン（CID）、すなわち酵母切断因子IA（CFIA）とRtt103（ty1転位103のレギュレータ）のPcf11サブユニットを介してpol II C末端ドメ Rat1とRai1は、プロモーターと遺伝子の3’末端に強い濃縮とコード領域に存在しています。 Rat1とPcf11の間の機能的相互作用は、両方の要因の相互corecruitmentを容易にするために示された：Rat1は、3’末端処理因子、特にCFIAサブユニットPcf11とRna15の募集を刺激することによって3’末端形成に終了をリンクし、Pcf11はポリ（A）サイト上のRat1の関連付けに貢献している。 また、ヒトＰｃｆ１ １は、新生ＲＮＡの分解を増強し、転写終結を促進することが示された。 ターンでは、また、遺伝子の3’末端近くに関連付けるRtt103は、Rat1、Rai1、およびPcf11と共精製し、一緒にPcf11と協力して伸長Pol IIのSer2リン酸化CTDを認識します。 一方、遺伝子上のRat1分布はRtt103の非存在下で変更されません。 さらに、Rat1はまた、RAT1募集も他のメカニズムを介して発生する可能性があることを示唆し、CTDを欠いているPol Iによる転写を終了します。 実際、hxrn2の関連は、転写、スプライシング、およびポリアデニル化に関与する多機能タンパク質であるp54nrb/PFS（タンパク質関連スプライシング因子）によっ Pol II転写終結におけるp54nrb/PFSの役割は、c.elegansでも実証された。pol IIは、mrnaに加えて、小さな核Rnaおよびsnornaおよび様々な不安定なRnaを含む広範な非コード転写産物を合成する。

pol IIは、mrnaに加えて、小さな核Rnaおよびsnornaおよ 酵母では、これらの比較的短い種の転写は、RNA結合タンパク質Nrd1とNab3とATP依存ヘリカーゼSen1で構成される代替NRD複合体によって主に終了します。 おそらく細菌Rho DNA-RNAヘリカーゼと同様の方法で、ポリメラーゼ解離のために不可欠であると考えられているDNAハイブリッド巻き戻し活性：このメカニズ Ｒｈｏはおそらく，ポリメラーゼに沿って移動し，新生ＲＮＡを除去することにより伸長複合体を不安定化させる。 代わりに、アロステリックモデルは、Rhoはポリメラーゼにロードし、終了部位で酵素活性部位の再配列を誘導することを仮定します。 作用の両方のモードはよくSen1ヘリカーゼに適用することができます。

Rat1はsnoRNA遺伝子、特にイントロン遺伝子に募集されているが、snoRNA転写産物のNRD依存的な終結は、それが欠落している場合に障害されず、したがって、い しかし、ラット1魚雷機構は、U3またはsnr40などのsnornaの転写終結に寄与し得ることがあり、その3’末端は、ラット1攻撃のための残りの新生転写物5’末端を露出させるRnt1切断によって放出される。驚くべきことに、ラット1はテロメアおよびPol III転写tRNA、5S rRNA、およびSCR1遺伝子でPcf11と共局在化することが示された。