
據清華新聞網報道(dào),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篇具有裏程碑意義(yì)的(de)論文,宣布得到了高分(fèn)辨率的剪接體三維結構和(hé)剪接(jiē)體對前體信使RNA執行剪接的基本工作(zuò)機理,從而將分子生物學的“中心法則"在分子機(jī)理的研究上大幅(fú)度向前推(tuī)進。
這兩篇文(wén)章的題(tí)目分別為“3.6埃的酵母剪接體(tǐ)結構(Structure of a Yeast Spliceosome at 3.6 Angstrom Resolution)"和“前體信使RNA剪接的結(jié)構基礎(Structural Basis of Pre-mRNA Splicing)"。*篇(piān)文章報道了通過單顆粒冷凍電子顯微鏡(jìng)(冷凍電鏡)方法解析的酵母細胞剪接體近原子水平(píng)分辨率的三維結構,第(dì)二篇文章在此結構的基礎上進行了詳(xiáng)細的(de)分析,闡述了剪接體(tǐ)對前體信使RNA執行剪接的(de)基本工作機理。清華大學生命科學學院博士後閆創業、醫學院博士研究生杭婧(jìng)和萬蕊雪為兩篇文章的(de)共同(tóng)*作(zuò)者,施一(yī)公是兩篇文章的通訊作者。
在(zài)分子生物(wù)學上(shàng),“中心法則"是描(miáo)述細胞基礎也核(hé)心的生命活動基因表達的一套規律,於1957年由英(yīng)國(guó)生物學家克裏克提出,對中心(xīn)法則各個環節中重要生物(wù)大(dà)分子的組成、結構(gòu)和功能的研究從來都是生命科學家們追逐(zhú)的前沿熱點。中心法則的(de)發現與闡述伴隨著多個諾貝爾獎(jiǎng)的產生。而20多年過去了,其中*艱難(nán)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(yóu)RNA聚合酶(RNA polymerase)、剪接體(Spliceosome)、和核糖體(Ribosome)執行。首先,儲存在遺傳(chuán)物(wù)質DNA序列(liè)中(zhōng)的遺(yí)傳信息必(bì)須通過RNA聚合酶(méi)的(de)作用轉變成前體信使RNA (precursor messenger RNA,簡稱pre-mRNA),這一步簡(jiǎn)稱轉錄(transcription);其次,前體信使RNA由多個內含子和外顯子間隔形成(chéng),必須通過剪接體的(de)作用去除內含子、連接外顯子之後才能轉變為成熟的信使RNA,這一步簡稱剪接(splicing);第三,成熟的信使RNA必須通過核糖體(tǐ)的作用轉變成蛋白質之後才(cái)能行使生命(mìng)活動的各種功能。描述這一過程的規律被稱為生物學的中心法則,其在生命科學領域具(jù)有核心重(chóng)要性。剪(jiǎn)接體是一個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(wéi)高於RNA聚合酶和核糖體,是(shì)世界結構(gòu)生物學*的兩大難題之一。 |
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