首次完成高清晰Dicer酶的三维结构图

　　

生物通报道：一组来自HHMI的科研人员最近解开了在基因调控重要手段之一RNAi过程中起重要作用的Dicer酶的分子结构图，这是第一张清晰的分子结构图。通过这项科研成果进一步解释了细胞是如何在发育过程中选择性的沉默某些基因的，文章发表在1月13日出版的Science杂志上。来自加州大学Berkeley分校的科学家为细胞是如何选择性沉默某些基因，从而完成大脑发育或者干细胞分化这一过程提供了新的信息。

关于RNAi作用机制大概如下：在起始步骤，加入的dsRNA（现在又多了对miRNA作用机制研究，miRNA是单链发夹状结构）被Dicer酶切割为21-23核苷酸长的小分子干扰RNA片段（small interfering RNAs ，siRNAs，又被称为引导RNAs："guide RNAs"）。

在RNAi效应阶段，siRNA双链结合一个核酶复合物从而形成所谓RNA诱导沉默复合物（RNA-induced silencing complex, or RISC）。激活的RISC通过碱基配对定位到同源mRNA转录本上，并在距离siRNA3’端12个碱基的位置切割mRNA。切割的精确机制现在还是在不断研究之中，作用示意图见下。

科研人员利用X射线晶体成像的方法构建了Dicer酶的三维结构图。通过对三维结构的研究，科学家发现Dicer酶不仅仅起到一个分子切割的作用，它还能起到一种精确度量的作用。Dicer酶在高等动物中普遍存在，包括人类，是一个被广泛研究的酶。它在2001年，也是由一位HHMI研究Gregory J. Hannon发现的。因为它可以剪切RNA从而触发选择性基因沉默，因此在癌症和其它发育过程研究中广泛应用。

用以构建三维结构图的样品是由一种叫贾第鞭毛虫的寄生虫的肠道内获得的。从蛋白的原子排列的结构，研究人员对蛋白的功能特征进行详细研究。Dicer酶的度量作用和切割作用对于RNA干扰过程都是十分重要的，因为切割后的小RNA的大小对其行使功能有重要影响。

无论在生物体内，还是在实验室中，Dicer酶作为引发RNA干扰过程的一个关键酶都有重要的研究意义。对其结构的研究可以让科学家更好的了解在它在广泛生物学应用中的作用。从进化的角度来看，这个酶十分有趣。它在进化年代久远的高等动物中都存在，被认为最初是为了抵抗病毒的入侵进化而来。但是贾第鞭毛虫为什么需要Dicer酶？暂时还没人知道。贾第鞭毛虫的Dicer酶比其它在其它真核生物上发现的Dicer酶要小，科学家对这个现象也感到费解。在人类的Dicer酶中多出来的部分究竟是起什么作用呢？这需要进一步研究（生物通记者 谢菲）。

RNAi研究进展：

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miRNA基因表达调控中RISC的新作用

原文：Structural Basis for Double-Stranded RNA Processing by Dicer 
Ian J. MacRae, Kaihong Zhou, Fei Li, Adrian Repic, Angela N. Brooks, W. Zacheus Cande, Paul D. Adams, and Jennifer A. Doudna
Science 13 January 2006: 195-198. 
The RNA binding site of the small RNA--generating enzyme Dicer is located 65 Å from the two RNA cleavage sites, reliably producing ~25-nucleotide RNA fragments.