清华大学Nature发布重要成果

　　

生物通报道  来自清华大学、美国卡内基梅隆大学等机构的研究人员，通过解析后期核pre-60S核糖体的结构揭示出了装配因子不同的作用。这一研究成果发布在5月25日的《自然》（Nature）杂志上。

清华大学生命科学学院的高宁（Ning Gao）研究员，和卡内基梅隆大学的John L. Woolford是这篇论文的共同通讯作者。

在这篇Nature文章中，高宁和合著作者们指出在真核生物中核糖体合成是一个高度复杂的过程，涉及核仁、核质和细胞质中时空上受控的核糖体(r-protein)结合及核糖体RNA重塑事件。Pre-60S核糖体装配经历多个连续的阶段，数组装配因子负责协调这一过程。在pre-60s粒子中，三种主要的非重叠因子Nsa1、Nog2 和 Nmd3存在与否，确定了连续从核仁通过核质转换至最后阶段许可核输出。

研究人员利用低温电子显微镜(cryo-EM)确定了采用表位标记装配因子Nog2亲和纯化出的酵母核质pre-60S粒子的结构。他们的数据指出了20多种装配因子的定位并确定了它们的结构，其主要富集于两个区域：一个从中心突起延伸至多肽隧道出口的区域，以及包含分开5.8S和25S核糖体RNAs的ITS2的一个结构域。

索取 PerkinElmer 新一代小动物活体/离体二合一MicroCT成像系统详细资料请填写联系方式

尤其是两个调控GTP酶：Nog2和Nog1作为枢纽蛋白与多个不同的装配因子及功能性核糖体RNA元件发挥了互作，证明了它们在结构重塑检查点及核输出中起重要作用。此外，研究人员获得的组成和结构不同的pre-60S中间体快照，提供了在核输出前三个主要重塑事件：5s核糖核蛋白旋转、活性中心构建和移除ITS2的重要机制细节。

这些丰富的结构信息为详细分析不同装配因子在真核生物核糖体装配中所起的分子作用提供了一个框架。

高宁实验室主要利用冷冻电镜三维重构技术研究蛋白质的生物合成和降解、核糖体的组装成熟、蛋白翻译的调控等重要生物过程。近年在Nature及其子刊上发表了多项重要的研究成果。

2014年11月，高宁与清华大学生命科学学院的雷建林教授一起领导研究人员，揭示出了共翻译分子伴侣——核糖体相关复合物(RAC)与真核生物核糖体相互作用的结构基础，研究结果发表在Nature Structural & Molecular Biology杂志上。该研究揭示出了RAC通过将肽链折叠与肽延伸循环连接到一起，直接调控蛋白质翻译的一个新机制，从而为进一步探索RAC在翻译控制中所起的调控作用奠定了基础（清华大学Nature子刊揭示蛋白质翻译调控新机制）。

2015年7月，高宁研究员与香港科技大学戴碧瓘教授研究组，首次报道了真核生物DNA复制起始与延伸过程中DNA解旋酶核心组分MCM2-7复合物的3.8 Å高分辨率冷冻电镜结构，并以此为基础对DNA复制起始时MCM2-7复合物的作用机理进行了分析。这一高分辨率的结构为真核生物特异的解旋酶家族蛋白复合物的组装、激活和调控的研究提供了一个全新视点，为指导此复合物的功能研究奠定了良好的基础。这一重要的研究结果发布Nature杂志上（清华大学Nature发表最新研究成果 ）。

2015年9月，高宁与清华大学的杨茂君教授、肖百龙研究员一起，确定了哺乳动物机械敏感性Piezo1通道的结构，由此提供了有关这类新型机械敏感性离子通道离子传导及门控机制的一些重要见解。这一重要的研究成果发布在Nature杂志上（清华大学Nature发布离子通道研究新成果）。

2015年10月，高宁研究员再度与雷建林教授、Uppsala大学的Suparna Sanyal合作，在Nature Structural & Molecular Biology杂志上揭示了一种重要的核糖体分解因子（清华高宁研究员连发多篇Nature及子刊文章 ）。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Diverse roles of assembly factors revealed by structures of late nuclear pre-60S ribosomes

Ribosome biogenesis is a highly complex process in eukaryotes, involving temporally and spatially regulated ribosomal protein (r-protein) binding and ribosomal RNA remodelling events in the nucleolus, nucleoplasm and cytoplasm1, 2. Hundreds of assembly factors, organized into sequential functional groups3, 4, facilitate and guide the maturation process into productive assembly branches in and across different cellular compartments. However, the precise mechanisms by which these assembly factors function are largely unknown……

作者简介：

高宁

清华大学，生命科学学院，研究员，博士生导师

1996年9月—2000年7月，北京大学生命科学学院，生物化学及分子生物学系，获理学学士学位。
2001年8月—2006年7月，美国纽约州立大学奥尔巴尼分校，生物医学系，获理学博士学位，导师为美国科学院院士Joachim Frank教授，获得“杰出博士论文奖”。
2006年8月—2006年12月，美国纽约州Wadsworth Center，博士后（Research Affiliate）
2007年1月—2008年11月，美国霍华德休斯医学研究所，哥伦比亚大学，博士后（Research Associate）
2008年12月—至今，清华大学,生命科学学院，PI，博士生导师

实验室简介：
 高宁实验室主要利用冷冻电镜三维重构技术研究蛋白质的生物合成和降解、核糖体的组装成熟、蛋白翻译的调控等重要生物过程。在近期的工作中，高宁博士研究组采用冷冻电镜单颗粒技术解析了一系列原核核糖体成熟因子和核糖体亚基的复合物结构，从结构和功能上阐述了这些成熟因子的生理作用，相关研究工作发表在PLoS Biol、PNAS、Nucleic Acids Research等国际专业期刊。同时，高宁实验室还对核糖体上的蛋白翻译过程的多样性调控展开了相关的研究，这些工作对于目前知之甚少的共翻译（cotranslational）调控的分子机制提供了重要的结构基础和研究线索。