Hyperphosphorylation of the C-terminal domain (CTD) of the RPB1 subunit of human RNA polymerase (Pol) II is essential for transcriptional elongation and mRNA processing1-3. The CTD contains 52 heptapeptide repeats of the consensus sequence YSPTSPS. The highly repetitive nature and abundant possible phosphorylation sites of the CTD exert special constraints on the kinases that catalyse its hyperphosphorylation. Positive transcription elongation factor b (P-TEFb)-which consists of CDK9 and cyclin T1-is known to hyperphosphorylate the CTD and negative elongation factors to stimulate Pol II elongation1,4,5. The sequence determinant on P-TEFb that facilitates this action is currently unknown. Here we identify a histidine-rich domain in cyclin T1 that promotes the hyperphosphorylation of the CTD and stimulation of transcription by CDK9. The histidine-rich domain markedly enhances the binding of P-TEFb to the CTD and functional engagement with target genes in cells. In addition to cyclin T1, at least one other kinase-DYRK1A 6 -also uses a histidine-rich domain to target and hyperphosphorylate the CTD. As a low-complexity domain, the histidine-rich domain also promotes the formation of phase-separated liquid droplets in vitro, and the localization of P-TEFb to nuclear speckles that display dynamic liquid properties and are sensitive to the disruption of weak hydrophobic interactions. The CTD-which in isolation does not phase separate, despite being a low-complexity domain-is trapped within the cyclin T1 droplets, and this process is enhanced upon pre-phosphorylation by CDK7 of transcription initiation factor TFIIH1-3. By using multivalent interactions to create a phase-separated functional compartment, the histidine-rich domain in kinases targets the CTD into this environment to ensure hyperphosphorylation and efficient elongation of Pol II.

Patients with Coronavirus disease 2019 exhibit low expression of interferon-stimulated genes, contributing to a limited antiviral response. Uncovering the underlying mechanism of innate immune suppression and rescuing the innate antiviral response remain urgent issues in the current pandemic. Here we identified that the dimerization domain of the SARS-CoV-2 nucleocapsid protein (SARS2-NP) is required for SARS2-NP to undergo liquid–liquid phase separation with RNA, which inhibits Lys63-linked poly-ubiquitination and aggregation of MAVS and thereby suppresses the innate antiviral immune response. Mice infected with an RNA virus carrying SARS2-NP exhibited reduced innate immunity, an increased viral load and high morbidity. Notably, we identified SARS2-NP acetylation at Lys375 by host acetyltransferase and reported frequently occurring acetylation-mimicking mutations of Lys375, all of which impaired SARS2-NP liquid–liquid phase separation with RNA. Importantly, a peptide targeting the dimerization domain was screened out to disrupt the SARS2-NP liquid–liquid phase separation and demonstrated to inhibit SARS-CoV-2 replication and rescue innate antiviral immunity both in vitro and in vivo. Wang et al. report that the nucleocapsid protein of SARS-CoV-2 forms phase-separated condensates to repress K63-linked ubiquitination and aggregation of mitochondrial antiviral-signalling protein, thus suppressing antiviral immunity.

The positive transcription elongation factor b (P-TEFb) stimulates RNA polymerase elongation by inducing the transition of promoter proximally paused polymerase II into a productively elongating state. P-TEFb itself is regulated by reversible association with various transcription factors/cofactors to form several multisubunit complexes [e.g., the 7SK small nuclear ribonucleoprotein particle (7SK snRNP), the super elongation complexes (SECs), and the bromodomain protein 4 (Brd4)-P-TEFb complex] that constitute a P-TEFb network controlling cellular and HIV transcription. These complexes have been thought to share no components other than the core P-TEFb subunits cyclin-dependent kinase 9 (CDK9) and cyclin T (CycT, T1, T2a, and T2b). Here we show that the AF4/FMR2 family member 1 (AFF1) is bound to CDK9-CycT and is present in all major P-TEFb complexes and that the tripartite CDK9-CycT-AFF1 complex is transferred as a single unit within the P-TEFb network. By increasing the affinity of the HIV-encoded transactivating (Tat) protein for CycT1, AFF1 facilitates Tat's extraction of P-TEFb from 7SK snRNP and the formation of Tat-SECs for HIV transcription. Our data identify AFF1 as a ubiquitous P-TEFb partner and demonstrate that full Tat transactivation requires the complete SEC.

The AF4/FMR2 proteins AFF1 and AFF4 act as a scaffold to assemble the Super Elongation Complex (SEC) that strongly activates transcriptional elongation of HIV-1 and cellular genes. Although they can dimerize, it is unclear whether the dimers exist and function within a SEC in vivo. Furthermore, it is unknown whether AFF1 and AFF4 function similarly in mediating SEC-dependent activation of diverse genes. Providing answers to these questions, our current study shows that AFF1 and AFF4 reside in separate SECs that display largely distinct gene target specificities. While the AFF1-SEC is more potent in supporting HIV-1 transactivation by the viral Tat protein, the AFF4-SEC is more important for HSP70 induction upon heat shock. The functional difference between AFF1 and AFF4 in Tat-transactivation has been traced to a single amino acid variation between the two proteins, which causes them to enhance the affinity of Tat for P-TEFb, a key SEC component, with different efficiency. Finally, genome-wide analysis confirms that the genes regulated by AFF1-SEC and AFF4-SEC are largely non-overlapping and perform distinct functions. Thus, the SEC represents a family of related complexes that exist to increase the regulatory diversity and gene control options during transactivation of diverse cellular and viral genes.

ADVERTISEMENT RETURN TO ISSUEPREVReviewNEXTViral–Host Interactions That Control HIV-1 Transcriptional ElongationHuasong Lu†‡, Zichong Li‡, Yuhua Xue†, and Qiang Zhou*‡View Author Information† School of Pharmaceutical Sciences, Xiamen University, Xiamen, Fujian 361005, China‡ Department of Molecular and Cell Biology, University of California−Berkeley, Berkeley, California 94720, United States *E-mail: [email protected]Cite this: Chem. Rev. 2013, 113, 11, 8567–8582Publication Date (Web):June 24, 2013Publication History Received21 February 2013Published online24 June 2013Published inissue 13 November 2013https://pubs.acs.org/doi/10.1021/cr400120zhttps://doi.org/10.1021/cr400120zreview-articleACS PublicationsCopyright © 2013 American Chemical SocietyRequest reuse permissionsArticle Views2415Altmetric-Citations42LEARN ABOUT THESE METRICSArticle Views are the COUNTER-compliant sum of full text article downloads since November 2008 (both PDF and HTML) across all institutions and individuals. These metrics are regularly updated to reflect usage leading up to the last few days.Citations are the number of other articles citing this article, calculated by Crossref and updated daily. Find more information about Crossref citation counts.The Altmetric Attention Score is a quantitative measure of the attention that a research article has received online. Clicking on the donut icon will load a page at altmetric.com with additional details about the score and the social media presence for the given article. Find more information on the Altmetric Attention Score and how the score is calculated. Share Add toView InAdd Full Text with ReferenceAdd Description ExportRISCitationCitation and abstractCitation and referencesMore Options Share onFacebookTwitterWechatLinked InRedditEmail Other access optionsGet e-Alertsclose SUBJECTS:Deformation,Genetics,Organic reactions,Peptides and proteins,Viruses Get e-Alerts

Promoter-proximal pausing by RNA polymerase II (Pol II) is a key rate-limiting step in HIV-1 transcription and latency reversal. The viral Tat protein recruits human super elongation complexes (SECs) to paused Pol II to overcome this restriction. Despite the recent progress in understanding the functions of different subsets of SECs in controlling cellular and Tat-activated HIV transcription, little is known about the SEC subtypes that help reverse viral latency in CD4+ T cells. Here, we used the CRISPR-Cas9 genome-editing tool to knock out the gene encoding the SEC subunit ELL2, AFF1, or AFF4 in Jurkat/2D10 cells, a well-characterized HIV-1 latency model. Depletion of these proteins drastically reduced spontaneous and drug-induced latency reversal by suppressing HIV-1 transcriptional elongation. Surprisingly, a low-abundance subset of SECs containing ELL2 and AFF1 was found to play a predominant role in cooperating with Tat to reverse latency. By increasing the cellular level/activity of these Tat-friendly SECs, we could potently activate latent HIV-1 without using any drugs. These results implicate the ELL2/AFF1-SECs as an important target in the future design of a combinatorial therapeutic approach to purge latent HIV-1.

TAZ promotes cell proliferation, development, and tumorigenesis by regulating target gene transcription. However, how TAZ orchestrates the transcriptional responses remains poorly defined. Here we demonstrate that TAZ forms nuclear condensates via liquid-liquid phase separation to compartmentalize its DNA binding co-factor TEAD4, the transcription co-activators BRD4 and MED1 and the transcription elongation factor CDK9 for activation of gene expression. TAZ, but not its paralog YAP, forms phase-separated droplets in vitro and liquid-like nuclear condensates in vivo, and this ability is negatively regulated by Hippo signaling via LATS-mediated phosphorylation and mediated by the coiled-coil domain. Deletion of the TAZ coiled-coil domain or substitution with the YAP coiled-coil domain does not affect the interaction of TAZ with its partners, but prevents its phase separation and more importantly, its ability to induce target gene expression. Thus, our study identifies a novel mechanism for the transcriptional activation by TAZ and demonstrates for the first time that pathway-specific transcription factors also engage the phase separation mechanism for efficient transcription activation.