hnRNPK凝縮体がエンハンサー駆動転写を媒介することを解明(hnRNPK Condensates Mediate Enhancer-Driven Transcription)

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2026-08-12 中国科学院(CAS)

中国科学院生物物理研究所の薛元超教授らは、遺伝子発現を制御するエンハンサーがRNAポリメラーゼII(Pol II)を標的遺伝子へ誘導する新たな分子機構を解明した。研究では、RNA結合タンパク質hnRNPKがエンハンサー由来RNA(eRNA)やプロモーター近傍RNAと結合し、RNA依存的にエンハンサー‐プロモーター間の長距離クロマチンループ形成を促進することを発見した。hnRNPKが欠損するとこれらの相互作用が弱まり、多数の遺伝子の転写活性が低下した。さらにhnRNPKは液‐液相分離によって凝縮体(コンデンセート)を形成し、Pol IIの構成因子RPB3と直接結合してPol IIを内部に集積させることが判明した。対となるeRNAやuaRNAはPol IIの濃縮とプロモーターへの輸送を促進し、効率的な転写活性化を実現する。この結果から研究チームは「RNA誘導型Pol IIリクルートメント」モデルを提唱した。また、Au-Kline症候群関連変異を持つhnRNPKでは異常なゲル状構造が形成され、遺伝子発現異常や発育障害を引き起こすことも確認された。本研究はRNA、クロマチン立体構造、相分離、転写制御を統合的に説明する新たな枠組みを示した。

hnRNPK凝縮体がエンハンサー駆動転写を媒介することを解明(hnRNPK Condensates Mediate Enhancer-Driven Transcription)
HnRNPK condensates promote enhancer-promoter looping and Pol II recruitment. a. Pooled eRNAs and uaRNAs enhance the encapsulation of RPB3 within hnRNPK phase-separated cavity-containing condensates; b. Schematic model illustrating hnRNPK-mediated transcriptional regulation. (Image by XUE Yuanchao’s group)

<関連情報>

hnRNPK凝縮体はエンハンサー-プロモーターループ形成とRNAポリメラーゼIIのリクルートを促進する hnRNPK condensates facilitate enhancer–promoter looping and RNA polymerase II recruitment

Rong Ye,Hailian Zhao,Juan Chen,Qigui Wu,Di Wang,Zhaokui Cai,Ruoyan Wang,Jingxin Li,Tiantian Cheng,Ming Zhang,Wanglong Liu,Ruiyun Yang,Jie Zhou,Zhen Yuan,Bowen Liu,Changchang Cao,Shuoji Zhu,Xing Li,Jinsong Li,Tengfei Zhang,Ping Zhu & Yuanchao Xue
Nature Genetics  Published:12 August 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41588-026-02710-y

Abstract

Enhancer RNAs interact with promoter-derived RNAs to dictate enhancer–promoter looping, but the RNA-binding protein that mediates this process has remained unidentified. Here we identify hnRNPK as a general structural regulator that preferentially binds to nascent RNAs transcribed from enhancer and promoter regions, promoting enhancer–promoter looping and transcriptional activation. We further show that hnRNPK forms phase-separated, cavity-containing condensates that encapsulate RNA polymerase II (Pol II) via its RPB3 subunit, facilitating chromatin looping and potentially enabling recruitment of Pol II from enhancers to promoters through protein dimerization. Notably, a mutation associated with Au–Kline syndrome in hnRNPK (c.953+1dupG) alters its condensates from a liquid-like to a gel-like state, leading to developmental defects in knock-in mice. Fibroblasts derived from these mutants display reduced enhancer–promoter looping and decreased Pol II recruitment at promoters of key developmental genes. These findings suggest that hnRNPK is a structural regulator of enhancer–promoter communication and highlight the importance of RNA–RNA interactions mediated by RNA-binding proteins in transcriptional regulation.

細胞遺伝子工学
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