真核生物中rna合成的特点（我科学家首次展示RNA剪接）

西湖大学生命科学学院施一公教授研究组就剪接体的机理与结构研究于《科学》杂志以长文形式再次发表研究成果这篇题为《ATP水解酶/解旋酶Prp2及其激活因子Spp2催化剪接体激活过程中结构重塑的分子机理》的论文报道了酿酒酵母处于激活状态的剪接体2.5埃的高分辨率电镜结构该结构是目前报道的最高分辨率的剪接体结构，首次展示了剪接体状态转变过程中的“动力驱动”蛋白——ATP水解酶/解旋酶Prp2及其激活因子Spp2催化其重塑的结构基础，为理解剪接体激活重塑的分子机理提供了迄今最清晰的结构信息，现在小编就来说说关于真核生物中rna合成的特点?下面内容希望能帮助到你，我们来一起看看吧!

真核生物中rna合成的特点

西湖大学生命科学学院施一公教授研究组就剪接体的机理与结构研究于《科学》杂志以长文形式再次发表研究成果。这篇题为《ATP水解酶/解旋酶Prp2及其激活因子Spp2催化剪接体激活过程中结构重塑的分子机理》的论文报道了酿酒酵母处于激活状态的剪接体2.5埃的高分辨率电镜结构。该结构是目前报道的最高分辨率的剪接体结构，首次展示了剪接体状态转变过程中的“动力驱动”蛋白——ATP水解酶/解旋酶Prp2及其激活因子Spp2催化其重塑的结构基础，为理解剪接体激活重塑的分子机理提供了迄今最清晰的结构信息。

每种生物的行为、语言、思考等一切生命活动都是由基因所控制。1977年，科学家们首次发现遗传信息从DNA传递到mRNA上并不只是通过转录，还需要pre-mRNA剪接来进一步完成“无效”遗传信息的去除与有效遗传信息的拼接。不能被翻译的“无效”RNA片段被称为内含子，而可以被核糖体翻译的RNA片段叫做外显子，内含子被去除、外显子被连接这一过程即为RNA剪接。RNA剪接普遍存在于真核生物中，随着物种的进化，含有内含子的基因数量增加，发生RNA剪接的频率也相应增高，使得一个基因编码多个蛋白质成为可能，极大的丰富了蛋白质组的多样性，也是真核生物多样性的重要原因之一。

RNA剪接是真核生物基因表达调控的重要环节之一，其化学本质是两步转酯反应。这种看似简单的化学反应在细胞中难以自行发生，而负责执行这一化学反应的是细胞核内一个巨大且高度动态变化的分子机器——剪接体。在RNA剪接反应过程中，多种蛋白-核酸复合物及剪接因子按照高度精确的顺序发生结合、重排和解聚，依次形成预组装复合物以及至少10个状态的剪接体复合物。剪接体每种状态的转变，都需要动力驱动蛋白——ATPase/helicase对剪接体的结构重塑进行严格的调控，它们在催化剪接体构象的改变、控制RNA剪接的进程、对RNA进行检验和校对等过程中有着极其关键的作用，被誉为RNA剪接的“分子时钟”。

2015年，施一公研究组在世界上首次报道了裂殖酵母剪接体3.6埃的高分辨率结构，首次展示了剪接体催化中心近原子分辨率的结构；此后，又相继解析了酿酒酵母剪接体复合物全部已被鉴定的9个不同状态的高分辨率结构。这些已解析的剪接体覆盖了RNA剪接循环，从分子层面揭示了剪接体催化RNA剪接两步反应的工作机理，同时为理解剪接体的组装、激活和解聚等过程的发生提供结构依据。但在这些剪接体结构中，“动力驱动”蛋白ATPase/helicase均处于剪接体的边缘，它们的构象极不稳定，因此无法揭示“分子时钟”精确的原子模型。如何阐述剪接体重塑蛋白控制剪接体状态转变的分子机理，一直是领域内的核心难题之一。

在最新发表的这篇文章中，该研究组利用单颗粒冷冻电镜技术重构出了整体分辨率为2.5埃的B^actcomplex冷冻电镜结构，其中，处于剪接体边缘的结构重塑蛋白ATPase/helicase Prp2与其激活因子Spp2的分辨率高达3.2埃，并搭建了原子模型。在如此高的分辨率下，该文解析的B^actcomplex结构首次观察到了剪接体核心区域中的水分子通过氢键参与关键剪接位点的识别、以及与金属离子的配位结合。令人惊喜的是，该结构展示了激活因子Spp2通过四个关键的锚定位点，将Prp2固定到剪接体上。Spp2对于Prp2激活剪接体、催化剪接体结构重塑的重要作用也被基于结构设计的大量生化实验验证。

该文另一亮点是通过分析Prp2结合前体信使RNA的相互作用界面，并结合体外剪接反应等生化实验、以及所解析的3个不同状态的Prp2电镜结构，第一次揭示了Prp2作为ATPase/helicase在单链RNA上单向移动的分子机理。

西湖大学生命科学学院施一公教授、西湖大学生命科学学院西湖学者万蕊雪博士为本文的共同通讯作者；西湖大学生命科学学院博士后白蕊、西湖学者万蕊雪和清华大学生命科学学院助理教授闫创业为该文的共同第一作者。

（光明日报全媒体记者邓晖）

来源： 光明日报客户端