“借来”的基因剪刀：一种新型RNA引导的基因开关

细菌基因转录起始通常依赖于RNA聚合酶与特定启动子DNA序列的结合，而这一过程由一类叫作σ因子的蛋白质来识别和引导。大肠杆菌中已有7种σ因子被深入研究，但拟杆菌门（Bacteroidetes）细菌却拥有数十种功能未知的特殊σᴱ因子，暗示其存在更复杂的调控方式。本研究首次揭示了一种全新的RNA引导型转录激活机制：失活的Cas12f蛋白（即不能切割DNA的dCas12f）可与σᴱ因子形成稳定复合物，并在向导RNA（gRNA）指引下，精准结合到基因组特定DNA位点。实验通过RNA免疫共沉淀（RIP）和染色质免疫共沉淀（ChIP）等技术，在大肠杆菌中系统筛选了大量天然存在的dCas12f与σᴱ同源蛋白组合，发现其中多个系统能高效富集向导RNA，并以极小的5′-G基序为特征识别靶DNA邻近序列。进一步证实：σᴱ因子的招募严格依赖dCas12f蛋白和向导RNA，说明二者存在直接相互作用；当dCas12f–gRNA–σᴱ三元复合物形成后，即可将完整的RNA聚合酶全酶（RNAP holoenzyme）程序化招募至靶位点。尤为关键的是，这种激活完全不依赖任何已知启动子序列（如-10/-35区），新转录起始位点（TSS）的位置由dCas12f介导形成的R环结构（R-loop）相对距离精确决定。这代表了一种真正“从头建立”转录的新范式，其天然特性令人联想到人工开发的CRISPR激活技术（CRISPRa），但却是细菌自身演化出的、无需外源改造的天然调控系统。该发现不仅刷新了我们对原核生物转录调控多样性的认知，也为发展新一代精准、可编程的基因调控工具提供了重要生物学原型。