高效的DNA修复机制能够避免DNA突变的积累，是细胞维持长期生命活力的重要因素。经典观点认为紫外线等诱导的DNA损伤由全局修复途径(Global genomic repair；GGR)完成修复。中科院分子植物科学卓越创新中心的张余课题组和其合作组，于2022年4月在Nature杂志发表“Crucail Role and Mechanism of Transcription-coupled DNA Repair in Bacteria”研究论文，提出转录介导的DNA修复途径(Transcription-coupled DNA repair; TCR)是细菌修复DNA损伤的主要方式。 
文中作者提出了以UvrD为核心的TCR工作模型：UvrD是偶联RNAP和DNA修复复合物的关键因子，UvrD/UvrA首先与RNAP形成稳定复合物；在转录过程中，RNAP的催化中心感应损伤的模板DNA暂停转录，UvrD二聚化并利用其解旋酶功能拖拽RNAP倒退，暴露出DNA损伤位点；随后UvrB/UvrA定位至DNA损伤位点并进一步招募UvrC蛋白完成修复；当DNA修复完成后，Mfd推动RNAP前进，帮助RNAP回到正确位置继续延伸RNA。进一步实验证明转录是修复紫外线诱导的DNA损伤的必要条件。总的来讲，该工作提出TCR是细菌DNA核苷酸切除修复的主要途径，UvrD是关联转录和DNA修复的关键因子。 

在该工作中，张余课题组鉴定了UvrD和RNAP的相互作用结构域，解析了UvrD-CTD和RNAP-lobe结构域的复合物晶体结构，鉴定了UvrD和UvrB的相互作用结构域，解析了UvrD-CTD和UvrB-NTD的复合物晶体结构。上述相互作用结构域的复合物晶体结构，为UvrD为核心的TCR模型提供了重要的结构证据。国家蛋白质科学研究（上海）设施蛋白质晶体结构分析系统BL18U1微晶体结构线站和BL19U1复合物晶体结构线站（PDB ID: 7EGT）和上海光源BL17U1线站（PDB ID: 7EGS）为该工作的晶体衍射数据收集提供了重要支持。

 
TCR的机制模型示意图。（1）UvrD是偶联转录和DNA修复的关键因子，RNAP与UvrD/UvrA/NusA形成稳定复合物，在转录的过程中监视DNA损伤；2）RNAP监测到DNA损伤，UvrD拖拽RNAP倒退暴露损伤位点，随后招募UvrB/UvrA；3）UvrD结合UvrB，定位损伤位点并招募UvrC等完成修复；4）Mfd帮助RNAP前进并继续延伸RNA。