RNA聚合酶Pol II参与基因转录时，有时会暂停在启动子下游，即启动子近端Pol II暂停现象。来自美国西北大学的研究者早前已证明，negative elongation factor (NELF) 和DRB sensitivity-inducing factor (DSIF) 能阻止近端Pol II暂停，而Pol-II-associated factor 1 (PAF1) 能释放paused Pol II，继续转录延伸，合成RNA。最近，该课题组在Scicence上发表了他们对PAF1的最新研究成果。

1    PAF1通过什么调控paused Pol II 

增强子也能调控基因转录，PAF1有否可能通过增强子发挥作用？通过ChIP-seq，研究者证实PAF1能抑制增强子活性。

通过ChIP-seq，将PAF1的分布与Pol II、几种组蛋白修饰作比较，发现PAF1上有活性增强子，被H3K27ac和H3K4me1修饰。

利用shPAF1敲降PAF1，再进行H3K27ac ChIP-seq分析，增强子的H3K27ac水平上升

 

2 这些增强子对邻近基因有何影响 

无论是在新生RNA组分还是成熟mRNA组分，离活性增强子80kb以内的基因都是上调最多的。 

3 PAF1调控的是转录起始、暂停释放还是延伸

通过metagene分析，研究者证实PAF1通过增强子调控暂停/释放。

研究者对离活性 (G图) 和稳定增强子 (H图) 80kb以内的基因上的Pol II做了metagene分析，发现活性增强子附近的基因能释放paused Pol II，但没有诱导它启动。

4 增强子如何对暂停释放和启动子起作用

研究者利用CRISPR/Cas9技术敲除了增强子，再使用shPAF1敲降PAF1。经过ChIP-seq和4C-seq分析，研究者证明增强子结合的PAF1是基因经过暂停释放而被激活所必需的。增强子激活后能促进paused Pol II的释放。

利用CRISPR/Cas9技术尝试敲除增强子，最终了获得了IER5增强子敲除克隆与SERPINE2增强子敲除克隆，进行ChIP-seq和GRO-seq分析鉴定。粉色框内为sgRNA靶向敲除的增强子区域。

增强子被敲除后，没有对启动子上的paused PolII和PAF1没有显著影响（灰色）；但在没有PAF1的情况下，增强子的敲除使paused Pol II的释放现象大大减少（橙色），表明PAF1通过调节增强子活性，调控暂停/释放。

通过环状染色质构象捕获技术与高通量测序(4C-seq)，研究者确认了SERPINE2启动子和它的增强子的直接相互作用。PAF1被敲除后，增强子与启动子的相互作用加强，促进paused Pol II的释放。

5 PAF1真的控制启动子近端暂停，还是充当多个共转录过程的平台

为了解答这个问题，研究者研究了PAF1热休克应答时调控暂停的动态变化。热休克反应是一个很好的模型，因为这个过程会增加几千个基因上paused Pol II，下调基因表达。实验证明，暂停和释放是PAF1依赖性的，是由邻近增强子的活性调控的。

对PAF1敲除细胞进行Pol II和H2K27ac的ChIP-seq，发现遏制的增强子附近基因上的paused Pol II显著减少，且基因对应的增强子也被激活(B.C图)。

原文：F. X. Chen et al. PAF1 regulation of promoter-proximal pause release via enhancer activation. Science. 31 Aug 2017.

Epi老师：让启动子暂停，又在适当的时候释放它们，对调控基因表达是很重要的。这项研究揭示了PAF1与增强子之间的关系，这个转录调控机制未来还有望开发成药物，比如找到PAF1调控暂停/释放这个过程的抑制剂、激活剂和增强子，或者这个机制发生异常是否会导致疾病。一切拭目以待。