Large proportion of human genome produces non-coding RNA (ncRNA), including divergent antisense transcript at the promoters. However, the regulatory mechanism of divergent antisense transcription has not been elucidated. In this study, we identified novel complex composed of ZC3H4, WDR82 and CK2 (ZWC complex) that plays an important role in divergent antisense transcription regulation. ZC3H4-WDR82 recognizes S5p RNAPII C-terminal domain (CTD), and all the ZWC complex subunits are co-localized in transcription start sites (TSSs) of active genes. Depletion of ZC3H4 induces increase of divergent antisense transcription in a subset of genes. Furthermore, we identified that the ZWC complex phosphorylates the N-terminal region of SPT5, a subunit of elongation factor DSIF, and showed that this SPT5-phosphorylation is crucial for the regulation of divergent antisense transcription. Taken together, our study reported the novel relationship between the ZWC complex and DSIF, and provided a new insight into the mechanism by which the direction of transcription is determined in the early stage of transcription.
인간 세포의 게놈은 많은 수의 비암호화 RNA (non-coding RNA, ncRNA)를 전사한다. 특히 많은 전사 시작 지점에서 정방향의 전사와 함께 반대 방향의 분산 안티센스 전사가 일어나며, 최근 들어 이러한 분산 안티센스 전사들에 의한 주변 유전자 발현 조절이 많이 보고되고 있다. 하지만 어떤 기작으로 분산 안티센스 전사가 조절되는지는 아직 불분명하다. 본 연구는 ZC3H4, WDR82, CK2로 이루어진 복합체 (ZWC 복합체)를 처음으로 발견하였고, 이 복합체가 무분별한 분산 안티센스 전사를 억제한다는 것을 규명하였다. ZWC 복합체는 활성 유전자의 전사 시작 지점에 주로 위치하며, 이 과정에 있어 ZC3H4와 WDR82는 RNA 중합효소의 S5p C-말단 도메인을 인식함을 보였다. 그리고 ZC3H4가 고갈되었을 때 분산 안티센스 전사가 증가하는 것을 관찰하였다. 특히 ZWC 복합체가 전사 신장 인자인 DSIF의 서브유닛 SPT5를 인산화 함을 발견하였고, 이러한 SPT5 인산화가 분산 안티센스의 전사를 억제하는데 중요하다는 것을 밝혀냈다. 본 연구는 ZWC 복합체와 DSIF 사이의 관계에 대해 규명하여 전사 초기에 어떻게 전사의 방향성이 정해지는지 그 기작에 대한 새로운 통찰을 제공하였다.
