Science:耶鲁大学mRNA拼接研究重大成果

　　

生物通报道：来自耶鲁大学的研究人员“瞥见”了帮助我们的基因组多样化的“古老机器”。通过构建出一个关键的RNA自我拼接区域的首个晶体结构，研究组阐明了人类和大多数原始生物中基因加工之间的关系。

 

高等生物的基因通过中间RNA分子来编码蛋白质的制造。但是在DNA转录后，这些RNA必须被切割并在翻译成蛋白质前被修补连接好。编码蛋白质的RNA序列片断被保留下来，并且干扰序列——内含子被切割出转录本。

 

这项发表在新一期的《科学》杂志上的研究成果是耶鲁大学Anna Marie Pyle教授16年的心血结晶，她的研究组对II型内含子的本质进行了深入的研究。这种特殊的内含子在RNA成熟过程中能够自我切除。

 

II型内含子（Group II introns）普遍存在于自然的生物中。尽管人们对它的结构很了解，并且通过生化和计算机分析知道了它们如何工作，但是到目前为止还没有获得高分辨率的晶体结构。这些新获得的图像证实了之前工作的发现，并且提供了有关RNA三维结构和拼接机制的新信息。

 

Pyle教授表示，这项工作最令人振奋的一个方面就是研究人员无需对这些分子进行任何破碎步骤以为结构分析做准备。这些分子证实了它们在自然状态下的结构、它们的活性位点和它们的活性。研究人员甚至能够看到它们的相关离子。

 

根据Pyle介绍，这种晶体结构揭示出了一些意料之外的特征，证实了作为关键活性位点成分的两个最复杂部分，并且支持了有关人类拼接过程和古老的细菌共享一些相似的进化特征。

 

至于这项工作对将来的意义，Pyle表示II型内含子将可能成为基因治疗药剂。一个自由的内含子是一种特殊的感染元件，因为它能够高特异性地靶向特定DNA位点。研究人员希望对这些结构的进一步了解将有助于开发出新的遗传工具和治疗工具。

 

RNA的拼接（(splicing）作用是指一种新的RNA加工过程。自从1977年以来，几个实验室同时报道了一些病毒和真核细胞基因的编码序列是被非编码序列间隔开的。在真核细胞中存在着割裂基因（(splite gene)，这样一个真核细胞基因割裂现象曾经引起了极大的震动。编码序列叫做外显子（exon)，作为其间隔的非编码区叫做内含子（intron)。整个 DNA，包括外显子和内含子全部被转录为RNA 序列片段。这段RNA经过剪接，除去内含子区，将几段外显子区拼接为一个完整的RNA 的过程叫做RNA的拼接过程。RNA的拼接与生物的分化过程和发育过程都有着极为密切的关系，它是当前分子生物学中研究得最为活跃的课题之一。（生物通雪花）