环状排列 II 型内含子剪接机制新解：开启环状 RNA 合成新策略

为探究环状排列（CP）II 型内含子的剪接机制，研究人员解析了 Comamonas testosteroni KF-1 中 CP II 型内含子结构，揭示其分支和反向剪接机制，为设计合成环状 RNA 的核酶提供思路。

　　环状排列（Circularly permuted，CP）的 II 型内含子在多种细菌门类中被发现，它在靠近 5′端的位置交换 D5 和 D6 结构域，并且具有反向的剪接位点（Splice sites，SSs），这会导致反向剪接（backsplicing）和环状 RNA 的形成。在这项研究中，研究人员解析了来自睾丸酮丛毛单胞菌（Comamonas testosteroni）KF-1 的天然 CP II 型内含子（Cte₁）多个高分辨率的冷冻电镜结构，从而阐明了分支反应（branching）和反向剪接的分子机制。在分支反应过程中，5′剪接位点通过外显子结合位点（exon-binding site）与内含子结合位点（Intron-binding site，IBS）之间由辅助序列（Auxiliary sequence，AUX）增强的相互作用来定位，并与 D6 结构域内的分支位点腺苷堆积在一起，这使得具有攻击性的 2′-OH 基团能够与活性中心的金属离子配位。在反向剪接过程中，3′剪接位点与分支步骤对齐，内含子结合位点（IBS）留在活性中心，通过与辅助序列（AUX）碱基配对得以稳定，这使得游离的 3′端羟基能够直接攻击 3′剪接位点的可切割磷酸基团。此外，Cte₁中的一个凹槽可能对环状 RNA 起到稳定作用。这些研究结果揭示了经典 II 型内含子保守的催化机制，尽管这一过程由功能多样的辅助序列（AUX）促进，这一发现为设计高效的能够产生环状 RNA 的核酶开辟了新途径。