據清華新聞網報道,日前,的《科學》雜誌在線發表了清華大學生命科學學院施一公教授研究組的兩(liang) 篇具有裏程碑意義(yi) 的論文,宣布得到了高分辨率的剪接體(ti) 三維結構和剪接體(ti) 對前體(ti) 信使RNA執行剪接的基本工作機理,從(cong) 而將分子生物學的“中心法則"在分子機理的研究上大幅度向前推進。
這兩(liang) 篇文章的題目分別為(wei) “3.6埃的酵母剪接體(ti) 結構(Structure of a Yeast Spliceosome at 3.6 Angstrom Resolution)"和“前體(ti) 信使RNA剪接的結構基礎(Structural Basis of Pre-mRNA Splicing)"。*篇文章報道了通過單顆粒冷凍電子顯微鏡(冷凍電鏡)方法解析的酵母細胞剪接體(ti) 近原子水平分辨率的三維結構,第二篇文章在此結構的基礎上進行了詳細的分析,闡述了剪接體(ti) 對前體(ti) 信使RNA執行剪接的基本工作機理。清華大學生命科學學院博士後閆創業(ye) 、醫學院博士研究生杭婧和萬(wan) 蕊雪為(wei) 兩(liang) 篇文章的共同*作者,施一公是兩(liang) 篇文章的通訊作者。
在分子生物學上,“中心法則"是描述細胞基礎也核心的生命活動基因表達的一套規律,於(yu) 1957年由英國生物學家克裏克提出,對中心法則各個(ge) 環節中重要生物大分子的組成、結構和功能的研究從(cong) 來都是生命科學家們(men) 追逐的前沿熱點。中心法則的發現與(yu) 闡述伴隨著多個(ge) 諾貝爾獎的產(chan) 生。而20多年過去了,其中*艱難的部分就是RNA剪接的清晰結構和複雜機理。
在所有真核細胞中,基因表達分三步進行,分別由RNA聚合酶(RNA polymerase)、剪接體(ti) (Spliceosome)、和核糖體(ti) (Ribosome)執行。首先,儲(chu) 存在遺傳(chuan) 物質DNA序列中的遺傳(chuan) 信息必須通過RNA聚合酶的作用轉變成前體(ti) 信使RNA (precursor messenger RNA,簡稱pre-mRNA),這一步簡稱轉錄(transcription);其次,前體(ti) 信使RNA由多個(ge) 內(nei) 含子和外顯子間隔形成,必須通過剪接體(ti) 的作用去除內(nei) 含子、連接外顯子之後才能轉變為(wei) 成熟的信使RNA,這一步簡稱剪接(splicing);第三,成熟的信使RNA必須通過核糖體(ti) 的作用轉變成蛋白質之後才能行使生命活動的各種功能。描述這一過程的規律被稱為(wei) 生物學的中心法則,其在生命科學領域具有核心重要性。剪接體(ti) 是一個(ge) 巨大而又複雜的動態分子機器,其結構解析的難度被普遍認為(wei) 高於(yu) RNA聚合酶和核糖體(ti) ,是世界結構生物學*的兩(liang) 大難題之一。 |
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