真核生物转录是基因表达最为关键的一步，由位于细胞核内的多种RNA聚合酶（RNA polymerase）执行，并由数千种转录因子进行复杂且精细的调控。相较于RNA聚合酶I和II，RNA聚合酶III的组成最为复杂，其主要负责转录tRNA，5S rRNA和U6 snRNA等非编码小RNA。

近年发现，RNA聚合酶III的突变和组装异常与人类的多种疾病密切相关，已经成为多种疾病治疗的热门研究靶点。RNA聚合酶III由9个蛋白亚基组成的较为保守的核心和8个位于外周的调控型亚基组装而成。关于酵母的RNA聚合酶III，以及RNA聚合酶III转录起始复合物的冷冻电镜结构已经陆续被解析，但现有的结构并不足以深入理解RNA聚合酶III的具体的转录调控机制。

在最新研究中，雷鸣团队利用冷冻电镜单颗粒重构技术，解析了人源RNA聚合酶III APO状态和处于延伸状态的原子分辨率结构。研究表明，APO状态的RNA聚合酶III和延伸状态的RNA聚合酶III之间存在非常显著的构象变化，即底物结合区活性中心口袋的缩小。此构象变化由RNA聚合酶III的Stalk结构域和三聚体RPC3/6/7的相对运动引起，由其引发的活性中心的缩小有利于更加稳定的结合核酸底物，进而提高转录效率。而RNA聚合酶III的Stalk结构域和三聚体RPC3/6/7之间由RPC7靠近N端的一段保守多肽连接。

其次，在APO状态下， RPC7的 COOH端的一段强酸性多肽直接结合于RNA聚合酶III的活性中心空腔，其不仅占据了下游双链DNA配对区，而且占据了DNA/RNA配对区，以及单链RNA出口区。进一步的结构分析表明，RPC7的COOH端末端四个氨基酸所处的空间位置和转录起始因子TFIIIB的亚基BRF1的锌指结构域存在空间位阻，表明RPC7在转录起始复合物的组装过程中发挥重要的调控作用。

此外，我们发现具有核酸内切酶活性并且发挥转录校准功能的RNA聚合酶III亚基RPC10在转录延伸状态中一直稳定的结合在活性中心附近，为RNA聚合酶III转录的高保真性提供保障，这一点有别于RNA聚合酶I和II。此项研究对深入理解以RNA聚合酶III介导的真核生物转录这一复杂过程具有重要指导意义。

精准医学研究院雷鸣课题组的副研究员王茜敏，李少白博士，万福堂博士和上海科技大学免疫化学研究所的徐有伟博士为本文共同第一作者，武健研究员，雷鸣研究员和兰鹏飞研究员为共同通讯作者。

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DOI：10.1038/s41594-021-00557-x