當病原體入侵時，B 細胞通過識別抗原表位產(chǎn)生特異性抗體，這些抗體能精準結合并標記病原體，促進其被免疫系統(tǒng)清除。B 細胞通過體細胞高頻突變（SHM）和抗體類型轉換（CSR）兩個機制分別增強抗體對抗原親和力和改變抗體效應功能，從而打造了多樣化的抗體。這兩個過程都依賴于B 細胞特異性表達的活化誘導胞嘧啶脫氨酶（AID）。
AID 靶向抗體基因的可變區(qū)和轉換區(qū)，誘導 DNA 損傷，隨后通過易錯修復實現(xiàn)SHM 和 CSR。雖然AID 的靶向作用依賴于抗體基因的轉錄活性，但轉錄機器在其中的具體調(diào)控機制仍不明確。
2025年3月5日，中國科學院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心（生物化學與細胞生物學研究所）孟飛龍研究組、復旦大學生物醫(yī)學研究院胡晉川研究組及上海交通大學醫(yī)學院附屬國際和平婦幼保健院王劍研究組合作，在 Cell 子刊Molecular Cell上發(fā)表了題為：Transcription-coupled AID Deamination Damage Depends on ELOF1-associated RNA Polymerase II的研究論文。
該研究揭示了轉錄延伸因子ELOF1在抗體多樣化和轉錄偶聯(lián)DNA修復中的雙重作用，解析了其通過穩(wěn)定RNA聚合酶II介導轉錄偶聯(lián)過程的分子機制。這項工作顯示了轉錄機器在抗體多樣化中的重要功能，為解析抗體基因突變重組的源頭機理奠定了重要的基礎。
為了深入探究轉錄機器在AID 靶向中的作用機制，研究團隊首先設計了一套針對轉錄相關通路的 CRISPR 篩選文庫，成功篩選出多個可能影響抗體類型轉換的新因子。其中，轉錄延伸因子 ELOF1 的缺失被證實會顯著降低抗體類型轉換效率。
為闡明其具體作用機制，研究團隊綜合利用前期開發(fā)的 Cas-CSR（Cell Research, 2020）、BE-CSR（Cell Reports, 2018）以及擴增子測序等技術平臺，系統(tǒng)研究了 ELOF1 在抗體類型轉換各環(huán)節(jié)中的功能。
實驗結果表明，ELOF1 主要通過協(xié)助 AID 靶向而非DNA損傷修復來參與抗體類型轉換過程。為進一步驗證這一發(fā)現(xiàn)，研究團隊采用 Rep-SHM-Seq 技術，證實 ELOF1 在體細胞高頻突變過程中同樣發(fā)揮著 AID 靶向的調(diào)控作用。
為精確評估 ELOF1 對 AID 靶向特異性的影響，研究團隊創(chuàng)新性地開發(fā)了基于 H3K27ac ChIP-seq 的突變檢測方法，成功鑒定出 204 個 AID 脫靶位點。通過擴增子測序技術檢測這些位點的突變頻率，發(fā)現(xiàn) ELOF1 缺失會導致脫靶頻率顯著下降，這進一步證實了ELOF1 在 AID 靶向過程中的普遍性作用。
ELOF1 近期被報道可通過促進 RNA 聚合酶 II 的聚泛素化參與轉錄偶聯(lián)的核苷酸切除修復（TC-NER）過程（Nature Cell Biology, 2020）。為闡明 ELOF1 協(xié)助 AID 靶向的具體機制及其與 TC-NER 的關系，研究團隊構建了多種 ELOF1 突變體和 TC- NER缺陷細胞株。實驗結果顯示，雖然 TC-NER 核心因子不參與 AID 靶向過程 ，但 AID靶向和 TC-NER 都依賴于 ELOF1 與 RNA 聚合酶 II 的相互作用。
基于這一發(fā)現(xiàn)，研究團隊重點探究了 ELOF1 在轉錄中的功能。通過 PRO-seq、RNA 聚合酶 II 的 ChIP-seq 以及轉錄抑制實驗，發(fā)現(xiàn) ELOF1 能夠穩(wěn)定轉錄暫停的 RNA 聚合酶 II，并可能通過這一機制促進 RNA 聚合酶 II 對 AID 的招募。進一步利用蛋白質(zhì)-D NA損傷動態(tài)檢測技術 PADD-seq，研究團隊證實 ELOF1 通過類似的機制穩(wěn)定了損傷阻滯的 RNA 聚合酶 II，從而協(xié)助下游 TC-NER 修復因子的招募。
綜上所述，該研究揭示了ELOF1 通過一種統(tǒng)一的分子機制——即穩(wěn)定轉錄暫停的 RNA 聚合 酶 II作為招募平臺，來確保轉錄偶聯(lián)過程的高效運行。這一發(fā)現(xiàn)不僅闡明了 ELOF1 在 AID 靶向 和TC-NER 中的雙重作用，更為理解轉錄偶聯(lián)過程的分子機制提供了新的視角。
值得一提的是，耶魯大學David Schatz課題組（第一作者為吳麗貞博士）的平行研究：Transcription elongation factor ELOF1 is required for efficient somatic hypermutation and class switch recombination同期背靠背發(fā)表，這進一步驗證了這一重要發(fā)現(xiàn)。
中國科學院分子細胞卓越創(chuàng)新中心代鵬飛博士（現(xiàn)為國際和平婦幼保健院博士后）、羅屹楓博士，復旦大學生物醫(yī)學研究院談遠清博士為論文的共同第一作者。中國科學院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心孟飛龍研究員、復旦大學生物醫(yī)學研究院胡晉川研究員以及上海交通大學醫(yī)學院國際和平婦幼保健院王劍教授為該論文的共同通訊作者。該項工作獲得國家自然科學基金、科技部、中國科學院、上海市科委以及上海尚思自然科學研究院的資金支持，以及分子細胞卓越中心細胞平臺、分子平臺和計算平臺的幫助與支持。
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