Nature:细胞如何识别内含子和外显子?周正洪/赵睿联合课题组找到关键

2019-09-05 佚名 学术经纬

今日在最新一批上线的《自然》论文中,来自加州大学洛杉矶分校(UCLA)的周正洪教授课题组与来自科罗拉多大学(University of Colorado)的赵睿教授课题组联合发表研究,揭示了酵母剪接体E复合体的冷冻电镜结构,让我们看清了pre-mRNA剪接过程的第一步。研究人员们根据这一结构提出的模型,可以将内含子识别、外显子识别、以及反向剪接(back-splicing)机制进行统一,对理解真核

今日在最新一批上线的《自然》论文中,来自加州大学洛杉矶分校(UCLA)的周正洪教授课题组与来自科罗拉多大学(University of Colorado)的赵睿教授课题组联合发表研究,揭示了酵母剪接体E复合体的冷冻电镜结构,让我们看清了pre-mRNA剪接过程的第一步。研究人员们根据这一结构提出的模型,可以将内含子识别、外显子识别、以及反向剪接(back-splicing)机制进行统一,对理解真核生物的pre-mRNA剪接有着重要意义。

在经典的生物学理论中,DNA中的遗传信息会转录成为mRNA,再翻译成蛋白质。其中,pre-mRNA需要经历一个名为“剪接”的步骤,才能将其中的内含子去除,将外显子拼接在一起。这一关键步骤离不开剪接体(spliceosome)的参与。正确识别内含子(绿色)与外显子(黄色)是pre-mRNA正确剪接的第一步。

具体来看,剪接体在执行功能的过程中,会经历多个不同的复合体,其中第一个复合体也被称为是E复合体。在过去的几年里,在结构生物学家们的钻研与探索下,剪接体的其他复合体结构都得到了阐明,且让我们了解了关于剪接体运作的许多细节。然而,人们对于E复合体的结构还知之甚少。

在这项研究中,科学家们做出了突破。他们获得了酵母剪接体E复合体与ACT1 pre-mRNA或UBC4 pre-mRNA结合下的冷冻电镜结构。随后,他们通过生化实验,提出了一个简洁的模型,将内含子识别、外显子识别、以及反向剪接这三种过程进行了机制上的统一。

研究人员们也在论文中指出,这个模型在微调之下,有望应用于所有的真核生物。因此,它可以为将来的研究工作提供新的洞见。

原始出处:
Xueni Li, Shiheng Liu, Lingdi Zhang, et al., (2019), A unified mechanism for intron and exon definition and back-splicing, Nature, DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-019-1523-6Published: 04 September 2019

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