我科學(xué)家再填剪接體研究領(lǐng)域空白

來源：光明日報(bào) 2016-12-24 鄧暉

　　繼去年8月在世界上首次揭示了高分辨率剪接體三維結(jié)構(gòu)和剪接體對前體信使RNA（核糖核酸）執(zhí)行剪接的基本工作機(jī)理后，清華大學(xué)生命學(xué)院施一公教授研究組近日在《科學(xué)》雜志就剪接體的結(jié)構(gòu)與機(jī)理研究再發(fā)長文，首次報(bào)道了釀酒酵母剪接體在即將開始第二步剪接反應(yīng)前的工作狀態(tài)下的三維結(jié)構(gòu)，闡明了剪接體在第一步剪接反應(yīng)完成后通過構(gòu)象變化起始第二步反應(yīng)的激活機(jī)制，從而進(jìn)一步揭示了RNA剪接反應(yīng)的分子機(jī)理，再次填補(bǔ)了剪接體研究領(lǐng)域的空白。

　　一直以來，獲取剪接體在組裝、激活、催化反應(yīng)過程中各個(gè)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)是最基礎(chǔ)也是最富挑戰(zhàn)性的結(jié)構(gòu)生物學(xué)難題之一。在世界上首次報(bào)道了裂殖酵母剪接體3.6埃高分辨率結(jié)構(gòu)后，施一公研究組于今年7月在《科學(xué)》在線發(fā)表背靠背長文，首次報(bào)道了釀酒酵母剪接體分別處于激活狀態(tài)和第一步催化反應(yīng)后的近原子分辨率的剪接體結(jié)構(gòu)，并首次完整地展示了第一步轉(zhuǎn)酯反應(yīng)前后pre-mRNA和其中起催化作用的snRNA的反應(yīng)狀態(tài)，以及剪接體內(nèi)部蛋白組分的組裝情況。但是對于剪接體催化第二步轉(zhuǎn)酯反應(yīng)的細(xì)節(jié)，至今沒有高分辨率的結(jié)構(gòu)加以佐證。

　　在這篇題為《酵母剪接體處于第二步催化激活狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)》的長文中，施一公教授研究組捕獲了性質(zhì)良好的釀酒酵母剪接體樣品，首次報(bào)道了酵母第二步催化激活狀態(tài)下的剪接體結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的解析進(jìn)一步補(bǔ)充了mRNA剪接過程的關(guān)鍵信息，描述了從第一步轉(zhuǎn)酯反應(yīng)到第二步轉(zhuǎn)酯反應(yīng)過程中，剪接體催化反應(yīng)活性中心內(nèi)部組分的變化，以及關(guān)鍵蛋白的參與情況。值得關(guān)注的是，該結(jié)構(gòu)的催化核心區(qū)域的分辨率達(dá)到3.5埃，首次展示了轉(zhuǎn)酯反應(yīng)進(jìn)行中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)信息，填寫了第二步轉(zhuǎn)酯反應(yīng)細(xì)節(jié)信息的空白。

　　2015年8月至今，施一公教授研究組共報(bào)道了剪接反應(yīng)中5個(gè)關(guān)鍵狀態(tài)剪接體復(fù)合物的高分辨率結(jié)構(gòu)，其所代表的剪接體狀態(tài)基本覆蓋了整個(gè)剪接通路中關(guān)鍵的催化步驟，提供了迄今為止最為清晰的剪接體不同工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)信息，大大推動(dòng)了RNA剪接研究領(lǐng)域的發(fā)展。

編輯：苑苑