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施一公再填剪接体研究领域空白

来源:光明日报 作者:邓晖 2016-12-24 10:42:17

  继去年8月在世界上首次揭示了高分辨率剪接体三维结构和剪接体对前体信使RNA(核糖核酸)执行剪接的基本工作机理后,清华大学生命学院施一公教授研究组近日在《科学》杂志就剪接体的结构与机理研究再发长文,首次报道了酿酒酵母剪接体在即将开始第二步剪接反应前的工作状态下的三维结构,阐明了剪接体在第一步剪接反应完成后通过构象变化起始第二步反应的激活机制,从而进一步揭示了RNA剪接反应的分子机理,再次填补了剪接体研究领域的空白。

  一直以来,获取剪接体在组装、激活、催化反应过程中各个状态的结构是最基础也是最富挑战性的结构生物学难题之一。在世界上首次报道了裂殖酵母剪接体3.6埃高分辨率结构后,施一公研究组于今年7月在《科学》在线发表背靠背长文,首次报道了酿酒酵母剪接体分别处于激活状态和第一步催化反应后的近原子分辨率的剪接体结构,并首次完整地展示了第一步转酯反应前后pre-mRNA和其中起催化作用的snRNA的反应状态,以及剪接体内部蛋白组分的组装情况。但是对于剪接体催化第二步转酯反应的细节,至今没有高分辨率的结构加以佐证。

  在这篇题为《酵母剪接体处于第二步催化激活状态下的结构》的长文中,施一公教授研究组捕获了性质良好的酿酒酵母剪接体样品,首次报道了酵母第二步催化激活状态下的剪接体结构。该结构的解析进一步补充了mRNA剪接过程的关键信息,描述了从第一步转酯反应到第二步转酯反应过程中,剪接体催化反应活性中心内部组分的变化,以及关键蛋白的参与情况。值得关注的是,该结构的催化核心区域的分辨率达到3.5埃,首次展示了转酯反应进行中的关键结构信息,填写了第二步转酯反应细节信息的空白。

  2015年8月至今,施一公教授研究组共报道了剪接反应中5个关键状态剪接体复合物的高分辨率结构,其所代表的剪接体状态基本覆盖了整个剪接通路中关键的催化步骤,提供了迄今为止最为清晰的剪接体不同工作状态下的结构信息,大大推动了RNA剪接研究领域的发展。        

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