复旦徐彦辉今天发了第10篇CNS

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原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09093-w
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徐彦辉，1977年出生于辽宁，复旦大学附属肿瘤医院和生物医学研究院研究员。曾获新基石研究员项目、国家杰出青年科学基金、“长江学者”特聘教授、国家“万人计划”科技创新领军人才等人才项目，科学探索奖、谈家桢生命科学奖（创新奖）、中国优秀青年科技人才奖等荣誉。曾主持国家重点研发计划2项（项目负责人），国家自然科学基金重点项目4项等。课题组（http://xulab.fudan.edu.cn）长期从事基因表达调控的研究，围绕基因启动子区发生的转录起始复合物装配，染色质重塑和DNA甲基化调控，系统揭示了基因表达调控的分子机制，成果得到国内外同行高度评价。发表通讯作者论文40余篇，包括6篇Science，2篇Nature，1篇Cell，5篇 Nature Communications, 14篇Cell research等。部分成果获得教育部“高等学校科学研究优秀成果奖自然科学一等奖”（第一完成人）、2021年度“中国生命科学十大进展”和中国2021医学重要进展。
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徐彦辉1995年考入清华大学生物科学与技术系，先后获得学士、博士学位，导师饶子和；2004年博士毕业后前往美国普林斯顿大学从事博士后工作，导师施一公；2008年回国进入复旦大学从事科研工作至今。
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复旦Nature+1！徐彦辉团队揭示RNA聚合酶III转录起始动态过程
复旦大学 2025年06月04日 23:08
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近日，复旦大学徐彦辉研究团队再次在基因转录领域取得重要突破，继2023年底系统描绘了RNA聚合酶Ⅱ转录起始连续动态全过程后，再次揭示了RNA 聚合酶转录起始动态过程。这一最新研究也为我们逐步打开基因转录过程的“黑匣子”，理解生命科学的复杂与精妙提供了新的视角。
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RNA聚合酶（RNAPs）是转录的核心酶，负责将DNA上的遗传信息转录为RNA。在哺乳动物中，RNA聚合酶进化出三种功能分化的形式：Pol I、Pol II 和 Pol III。其中，Pol II负责转录编码蛋白质的mRNA，由于其与基因表达调控密切相关，长期以来一直是转录研究的重点对象。相比之下，Pol III主要转录多种短链非编码RNA（如5S rRNA、tRNA和U6 snRNA等），在蛋白质合成、RNA剪接以及细胞周期调控中发挥关键作用。
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9 l# ~4 i2 B: ~2 j北京时间2025年6月4日晚间，复旦大学徐彦辉研究团队在《自然》（Nature）杂志在线发表题为“Structural insights into human Pol III transcription initiation in action”的研究论文。该研究重建了人源Pol III转录起始的完整动态过程，揭示了转录因子与聚合酶催化活性协同驱动Pol III由转录起始向延伸过渡的分子机制，为理解真核短链非编码RNA合成的调控提供了关键结构基础。
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1迎难而上，五年7篇顶刊揭示转录起始的动态调控机制
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8 n& ]  G, t( f' ]$ ?: N, s7 _生命的遗传物质是DNA，DNA可以通过转录形成RNA，RNA则通过翻译的过程合成蛋白质。转录是生命科学中心法则的核心，是基本和复杂的细胞内生命活动，是基因表达调控的核心。转录的过程不仅对细胞的生长和发育至关重要，在人的发育、疾病发生过程中起到重要作用，也对生物体对外界环境的适应起着决定性作用。

7 Z6 R' B( O: L此前，徐彦辉团队在《科学》（Science）杂志上连续发表6篇相关研究论文，揭示多个转录起始关键过程的分子机制，包括人源BAF复合物的染色质重塑机制、转录起始复合物识别基因启动子及其动态装配机制、中介体促进RNA聚合酶磷酸化和转录激活机制、+1核小体调控转录起始的分子机制、发现并鉴定新型转录调控复合物INTAC，以及首次用结构重现出了转录从头起始的16个连续动态全过程，揭示了通用转录因子（GTFs）和转录泡协同RNA聚合酶Pol II调控转录起始向转录延伸转变的分子机制。
近年来，徐彦辉研究团队在Pol III转录机制研究方面也持续取得突破，先后解析了人源Pol III延伸复合物（elongation complex，EC）的结构与调控机制、转录终止机制，以及完整起始复合物的组装方式，为全面理解Pol III的转录过程提供了重要线索。但上述工作以及目前几乎所有围绕Pol III展开的研究工作，都没有解析Pol III转录起始的动态调控机制。科学家们对Pol III转录的理解仍然停留在静止的阶段。
虽然不同类型的RNA聚合酶遵循类似的转录起始过程——包括启动子识别、转录起始复合物（pre-initiation complex，PIC）组装、DNA双链解链、转录泡形成以及RNA合成与转录延伸的转换等步骤。但不同RNA聚合酶在调控因子依赖性、复合物组装方式及动态构象变化上存在显著差异，以适应各自所负责基因类型的转录需求。系统解析转录起始过程中的动态变化，特别是从转录起始向延伸的关键转折机制，是深入理解转录调控的核心内容，也是目前最具挑战性的研究难点之一。
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2006年，美国罗格斯大学Richard H. Ebright研究组首次利用单分子方法解析了细菌转录起始的动态过程，揭示了细菌RNA聚合酶在转录起始向延伸转变过程中遵循“scrunching”机制，即DNA的压缩产生应力，促使不稳定的转录起始复合物向转录延伸复合物转换，实现启动子逃逸。2023年底，徐彦辉研究团队首次以单碱基分辨率动态揭示了哺乳动物Pol II从起始到早期延伸的全过程，指出模板链在Pol II核心通道的堆积以及NTP水解提供的驱动力是该阶段转变的关键因素。同年，比利时鲁汶大学Kalyan Das研究组与美国罗格斯大学Smita S. Patel研究组合作报道酵母线粒体RNA聚合酶（mtRNAP）在转录起始阶段的动态变化，发现非模板链的扩张和模板链的堆积会导致转录泡崩塌和启动子逃逸，从而驱动转录起始向延伸的转换。
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上述工作揭示了不同物种、不同功能RNA聚合酶转录起始向延伸的转折机制，推动了对转录起始调控机制的深入理解。然而，目前对Pol III的起始调控机制了解仍较为有限，研究进展相对滞后。对于Pol III的转录起始到延伸阶段的动态转换机制，尤其是是否存在与Pol II类似的构象变化，仍知之甚少。回答这些关键问题不仅将系统补全真核转录调控网络的理解，还将为RNA聚合酶的功能差异和进化研究提供新的视角。
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2重建人源Pol III转录起始
0 f% _+ |! d' T3 N( e3 @完整动态过程，
: \$ F, ?5 s* ]9 N! Y# \创新开发活性检测方法

▲图1：Pol III起始复合物组装与体外转录测试
研究团队参考前期Pol II研究的方法并进行了优化，基于天然U6-1启动子序列构建了多个包含A-less cassette的启动子DNA模板。该策略在缺乏ATP的体外转录反应体系中，可将转录过程“卡顿”在起始位点下游特定位点，从而捕捉转录起始向延伸转换过程中的关键中间态。随后，研究人员将这些DNA模板与通用转录因子（GTFs），包括TFIIIB复合物、SNAPc复合物，以及Pol III共同组装，启动体外转录反应，并结合UTP、CTP、GTP和3’-dATP，获得多个不同阶段的转录复合物（transcription complex，TC），并进行冷冻电镜单颗粒分析（图1）。
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. s( M% ?! `, D! d" U转录起始到延伸的转换点：RNA长度达到6个核苷酸
, O/ x& J. r9 j2 r% F" c* [2 {研究发现，分析获得的七个高分辨率Pol III-TC结构（分别停顿于转录起始位点下游4至13位核苷酸）揭示：TC4和TC5属于起始状态（initially transcribing complex，ITC），而从TC6起Pol III进入延伸状态，说明Pol III由ITC向EC的转变发生于合成第6个核苷酸时（图2）。值得注意的是，在TC5结构中观察到RNA-DNA杂合体呈现“倾斜”配对，这是由于模板链DNA处于pre-translocate状态，而新生RNA处于post-translocate状态，导致杂合体产生不对称形变。这一非经典构象由转录因子BRF2的finger结构域稳定。随着NTP持续水解，第6个核苷酸被加入至RNA链3’端，推动杂合体前移并驱动BRF2-finger结构域退出活性中心（视频1）。这一关键步骤解除对模板链DNA的限制，进而引发转录因子与Pol III之间的重构，包括BRF2核心结构域以及与其相互作用的TBP、BDP1和SNAPc的解离，实现Pol III的启动子逃逸。这一转换过程也在印迹“footprinting”实验中得到了验证。

▲图2：Pol III转录起始动态过程：七个Pol III-TC结构示意图
与Pol II和线粒体RNAP相比，Pol III完成转录起始向延伸的转换所需RNA链长度更短，仅为6个核苷酸（而mtRNAP为8 nt，Pol II为10 nt）。该差异的生理意义仍需进一步探讨，推测可能与Pol III所负责的模板类型及其在高效合成短链非编码RNA中的功能要求密切相关。

# a5 A! ?6 X+ t9 D( B% ^$ z" e; u起始因子在启动子的滞留和转录再起始
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研究团队取得的另一个重要发现是关于转录“再起始”的结构证据。尽管Pol III进入延伸状态后，与通用转录因子的直接相互作用被打破，但这些因子仍稳定结合在启动子上游区域（图3）。长期以来，科学界推测Pol III起始因子在一次转录完成后不会立即脱离DNA，而是保留在启动子附近，便于迅速启动新一轮转录。研究人员首次在结构层面观察到起始因子的启动子滞留状态，支持了转录再起始机制的存在（视频1）。
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在传统的分子生物学研究中，转录起始活性的检测主要依赖于使用同位素标记的核苷酸（如磷-32标记的UTP），这一方法已沿用超过半个世纪。然而，该技术存在诸多限制，包括同位素获取流程复杂、半衰期短、操作安全要求高等问题，严重制约了转录起始活性的常规定量分析。
  A* O; N, D4 T# R' V; L2 \  |为克服上述瓶颈，研究团队还创新性地建立了一种全新的、无需同位素的转录起始活性检测方法。该方法通过将荧光标记的小分子（pCp-AF647）高效连接至新生RNA的3’羟基，实现了对转录起始反应活性的灵敏检测。该方法灵敏度高，安全低毒，操作简便，适用于常规分子生物学实验室，大幅提升了转录研究的效率和可重复性。

复旦大学青年研究员王茜敏为该文第一作者，复旦大学青年研究员陈曦子和复旦大学附属肿瘤医院/生物医学研究院/上海梧桐岛生命科学研究院研究员徐彦辉为该文通讯作者。

NKU

冷冻电镜系好多清华的徒子徒孙，xuyanli虽然不是从清华起步的，不过是清华毕业的

DFL

NKU 发表于 2025-6-4 23:50
# V6 U4 u% y9 V; I. e1 f冷冻电镜系好多清华的徒子徒孙，xuyanli虽然不是从清华起步的，不过是清华毕业的 ...

饶子和的博士，施一公的博后

淡定

也是复旦今年的第10篇。

DFL

淡定 发表于 2025-6-5 00:18
也是复旦今年的第10篇。

- [1 q3 V7 W$ j- ~; ]* z还有一篇环境的N、脑科学的S在路上

NKU

DFL 发表于 2025-6-4 23:55
% Y1 J6 h) N/ O  h饶子和的博士，施一公的博后

虽然清华现在已经不是冷冻电镜发论文主流了，但是他的师生遍布全国，施一公去了西湖大学，饶子和扶持了上科大，颜宁去了深圳，更别说他的学生。

不过做什么，都要趁早。清华系现在都自己造冷冻电镜来卖了，水木科仪

DFL

DFL 发表于 2025-6-4 23:48
复旦Nature+1！徐彦辉团队揭示RNA聚合酶III转录起始动态过程
复旦大学 2025年06月04日 23:08
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( @( V+ M& u' l( M0 |* j( B2 V/ h

  s0 \/ J# \2 ^又多一个民非机构

7 r  Z+ U: C! s7 i上海梧桐岛生命科学研究院，作为上海市重点布局并大力支持的战略性新型研发机构，秉持高起点与国际化视野，深度聚焦胚胎发育、免疫、衰老及植物生理等生命调控分子机制的研究。凭借与上海地区高校及研究院所的紧密合作，积极开展原创性、前瞻性科研工作，不断探索生命科学的未知领域，奋力攀登全球生命科学前沿研究与创新的高峰。

上海市民政局（上海市社会组织管理局）公告〔2024〕第33号
2024-10-29  公开类别：主动公开

  根据国务院《民办非企业单位登记管理暂行条例》规定，下列民办非企业单位准予登记，现予以公告：
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2 R; F2 ^& Z: j4 ^3 j! j7 V! p单位名称  统一社会信用代码 法定代表人  住所  业务主管单位（行业主管部门） 登记时间
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3 u; j* y% E. M$ A, R5 M上海梧桐岛生命科学研究院
' c5 a+ W' m2 q; Z52310000MJ4932664T
$ D' M2 D+ T' [. S# E+ z李晓东
张江路92号17幢
上海市科学技术委员会
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# z! `0 Q* B5 m上海创智学院
/ u( w) Z) L  s52310000MJ4932672M
丁晓东
华泾路509号8幢2层203室
5 d7 G2 C9 J' Z6 k" m4 J上海市教育委员会
2024-07-26
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) Z: P/ w/ N3 j上海百诺巧克力博物馆
7 P* o! f$ i3 a$ R& l, s! }52310000MJ4932680G
周正元
7 h7 `* _, z- D& U' [- C8 F锦秋路117号13栋D区
2 w# C$ R: G9 M. b! R上海市文化和旅游局
; |' ~' O" D9 j2 b, W9 K2024-08-01

& \# W* n" g/ m: S! M8 K( ~7 ?上海虹桥贸易数字化促进中心
8 B+ A* a  j, O# i6 V+ N  Q& J1 {$ T52310000MJ4932699D
黄影明
双联路158号东隆大厦6楼601b室
) Y; Z, k1 ^- @, z! I3 r: z上海市商务委员会
2024-09-05

上海开放处理器产业创新中心
/ i' o" q% s/ A6 ?52310000MJ49327011
) ^( K0 i) o- s. W$ t: {* x赵英丹
# ?. R- s$ R" I5 H3 [中国（上海）自由贸易试验区春晓路289号张江大厦601室
上海市经济和信息化委员会
; K9 A$ m7 D2 k( d" W0 h2024-09-19

4 v) k0 B1 n6 H上海同舟犹太文化交流中心
2 H  [% Y1 A2 d) f+ @) C; z52310000MJ493271XQ
7 r4 J0 F, M* S, C6 E5 P**辉
* T  t3 K1 `# d1 S+ {真南路1199弄4号1201-1
上海市人民对外友好协会
2024-09-23

八月风雨无阻

复旦强的离谱

亦可归去来

用啥仪器不重要，看是否能为科学添砖加瓦，

水木

复旦基础研究牛逼啊

NKU

亦可归去来 发表于 2025-6-5 04:39
用啥仪器不重要，看是否能为科学添砖加瓦，

是的，我个人都为南开去年才有高端冷冻电镜懊恼，要是早个十年多好，毕竟是饶子和院士基地之一，南开的电镜数据却是大部分在上科大和浙大收集的，因为相对价格公道。
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我的言论一般只描述客观事实，很少去夹带贬低言论，即使有我也只对个人不对学校。

mike99

祝贺恭喜复旦

游走江湖

复旦徐彦辉很牛，年轻有为。

爱荷

复旦今年顶刊很猛，与清华打的有来有回

DFL

标题有点不准确，10篇是作为老板、通讯作者发的数量，徐彦辉作为第一作者还发了2篇cell，当时他还没做独立pi，通讯作者是他老板。算上一作就是12篇了。当然，他本人在发文列表把一作发文单列，没算在官网个人简历里面。

我来看大家吹牛

希望大佬早日选上院士，加油加油