跟随转录开始的真核RNA聚合酶II（Pol II）中断在不同的物种中成为一个普遍的基因调控机制，尽管在发育中的功能性作用的特征并不明显。对果蝇发育的新研究表明，Pol II中断是广泛存在的，并且对于原肠胚形成期间的同步基因表达是至关重要的。
为了分析在规范的身体计划轴期间的胚胎发育早期中的转录及Pol II中断，Saunders等人在产卵2到3小时后的果蝇胚胎中实施了总体的核不分段测序（GRO-seq）。GRO-seq利用高通量测序，从而识别从事全基因组Pol II转录的位置。作者按照基因体中Pol II表现的碱基的转录活性或失活行进行的基因分类，同时还基于启动子上存在的额外Pol II的Pol II中断或非中断。他们发现，Pol II中断是广泛存在的，在55%的基因中发生，包括80%的转录活性基因。这些数值高于之前来自哺乳动物细胞系的评估，并且可能反映了发生在胚胎发育期间的大量转录重排。
接下来，作者比较了两个时间点之间的GRO-seq数据，旨在搞清发育基因是否被Pol II中断释放所调整（通过改变连同Pol II启动子占用的相应变化的基因表达所推断）。作者发现了路径间的变化性：前后和背腹模式路径中的大多数基因是由Pol II中断释放所调整的，而这大约仅仅发生在塞尔达转录因子的1/3基因标靶中。
在一项单独的研究中，Lagha等人测试了Pol II中断在发育基因中的功能价值。
通过在果蝇胚胎中使用定量显微镜，他们第一次分析了tup和pnr基因的感应动力学特征，它们与背部组织的规范有关。与pnr不同，tup已知能够被中断的Pol II调整，并且经历了在胚胎细胞中高度同步的快速感应。作者设计了进入报告基因表达构成的pnr和tup上游序列的不同部分，并发现，启动子序列，而不是增强子序列，足以指导Pol II中断，并导致同步基因表达。
由于全基因组Pol II占用数据，作者注意到Pol II占用在不同的基因之间以一种连续的模式发生着变化，因此之前认为基因“中断”或“非中断”可能过于简单了。实际上，在利用这些启动子中的6个来驱动一个报告基因后，他们指出，Pol II中断程度的渐变与转录的水平和同步性是相互关联的。
最终，作者利用其中的两个启动子在蜗牛基因启动子中测试了Pol II中断的功能。在果蝇原肠胚形成期间，同步的蜗牛转录控制了约1,000个中胚层细胞内陷的协调。重要的是，用缺乏中断或具有较弱中断的启动子替代蜗牛启动子，导致了不同步的蜗牛表达以及严重的原肠胚形成缺陷。
测试Pol II中断在不同物种中的额外发育设置中的价值将是一件很有趣的事情。（生物谷Bioon.com）
生物谷推荐英文摘要：
Nature Reviews Genetics doi:10.1038/nrg3514
Time flies thanks to Pol II pausing
Darren J. Burgess
The pausing of eukaryotic RNA polymerase II (Pol II) following transcriptional initiation is emerging as a pervasive mechanism of gene regulation in diverse species, although functional roles in development are poorly characterized. New studies of Drosophila melanogaster development indicate that Pol II pausing is widespread and also that it is crucial for synchronous gene exp…
