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“为理解剪接体的结构和工作机制带来了巨大的突破”
国际学术界高度关注施一公研究组《科学》论文成果

清华新闻网8月23日电 8月21日,清华大学生命科学学院施一公教授研究组在《科学》(Science)同时在线发表了两篇背靠背研究长文,题目分别为“3.6埃的酵母剪接体结构”(Structure of a Yeast Spliceosome at 3.6 Angstrom Resolution)和“前体信使RNA剪接的结构基础”(Structural Basis of Pre-mRNA Splicing)。文章发表后,引起国际学术界的高度关注和积极评价。

菲利普·夏普(Phillip Allen Sharp):

施一公教授在《科学》杂志发表的两篇文章里展示的剪接体及其反应活性中心的结构非常振奋人心,这是RNA剪接领域的突破。我之前不确定我们是否真的能“看到”在活性状态下的剪接体结构,因为构成它的蛋白和RNA是如此多样并复杂。在这两篇文章里,我们看到了冷冻电镜的技术、攻克难题的决心、以及创造性的想法,这三点对此次的成功缺一不可。再次祝贺取得此次巨大的成果。

(因发现RNA剪接而获得1993年诺贝尔生理学与医学奖,2006年美国国家科学奖章获得者,美国MIT生物系教授)

杰克·肖斯德克 (Jack Szostak):

施一公教授实验室近期在《科学》杂志上发表的两篇论文为理解剪接体的结构和工作机制带来了巨大的突破。剪接体是细胞内最后一个被等待解析结构的超大复合体,而这一等待实在已经太久了。

相较于核糖体,在原子分辨率解析剪接体的结构更为困难,因为剪接体由一系列不同蛋白质和蛋白核酸复合物组成,组分和构象都是高度复杂和动态的。施一公实验室利用最新的冷冻电镜技术克服了种种困难(解析了结构),这一成果为理解这个超级复杂的大分子机器的工作机理呈现出全新的画面。比如,人们可以清楚地看到剪接体的结构和IIb类自剪接内含子结构之间的密切关系;人们也可以看到许多剪接体的关键蛋白成分的作用。

施一公教授这一项成果至关重要,更为该领域进一步研究开启了大门。

这一领域将来仍然有很多工作要做,在未来我们可以期待,未来会有更多的剪接通路中不同阶段的结构被解析,甚至更高分辨率的结构、来自其他物种的结构,乃至最终获得人类剪接体结构。

(2009年诺贝尔生理与医学奖得主,哈佛大学医学院教授)

丁绍·帕特尔(Dinshaw Patel

清华大学的施一公教授实验室刚刚在《科学》杂志上发表了两篇里程碑式的论文,文章展示了通过冷冻电子显微镜(cryo-EM)解析的分辨率达到3.6埃的酵母剪接体的结构(包含4条RNA和37个蛋白质)。

剪接体是一个具有1.3 兆道尔顿的巨大蛋白-RNA复合物分子机器,它通过剪接对前体信使RNA分子进行加工处理,产生多样的成熟的信使RNA。这是一项高风险高影响的课题。由于剪接体复杂的构成和多变的形态,获得完整的剪接体样品无疑是巨大挑战。第一篇文章主要阐述了通过冷冻电镜数据收集和计算出了通过复杂的相互作用缠绕在一起的蛋白质和RNA支架。它们共同搭建出剪接反应催化中心。尤其重要的是,他们的研究成果建立了由蛋白质成分包围和支持RNA(尽管其总分子量小于剪接体的10%)以及基于镁离子的催化中心,指出剪接体是蛋白质定向核酶的分子本质。第二篇文章基于对结构的分析,讨论了剪接反应的各个步骤的机理,主要是解释内含子被切掉后外显子连接成为成熟信使RNA这一过程是如何进行的。

这些研究成果将对我们理解剪接体相关疾病的发病机理以及发展针对这些疾病的治疗方案具有明显的长期影响。

剪接体结构的解析比核糖体结构的解析的更加具有挑战(2009年有三位科学家因解析核糖体结构被授予诺贝尔奖)。剪接体结构解析的复杂性主要反映在它形态多变、成分复杂,比如剪接反应的不同阶段不同RNA和蛋白质会进入或离开剪接体的核心区域。

剪接体的结构是完完全全由中国科学家利用最先进的技术在中国本土完成。这是中国生命科学发展的一个里程碑,它将影响并鼓励下一代青年人进入生命科学研究领域,勇往直前攻克最具挑战性以及最具影响力的生命科学难题。施一公教授实验室向这个生命科学领域中几乎不可能完成的挑战发起挑战,并在世界舞台上取得了成功。这些成就也很好地反映了中国科学领导者及科研资金支持等部门独具慧眼,选择正确的科学家对其重要的课题大力支持。

此刻便是共享这项成果的时候。

与此同时,清华大学-北京大学生命科学联合中心所取得的成就也许可以作为一个可参考的模式,用于提高整个国家的科研和教学水平。

(美国斯隆-凯特琳癌症研究中心教授,美国科学院院士、美国科学与人文学院院士、著名结构生物学家、核酸研究领域专家)

付向东:

通过对剪接体近原子分辨率结构的解析,解决了该领域的核心问题,是RNA剪接领域里程碑式的重大突破,也是近30年中国在基础生命科学领域对世界科学做的最大贡献。

(美国加州大学圣地亚哥分校(UCSD)的细胞与分子医学系教授)
 

 

(http://news.tsinghua.edu.cn)
[更新:2015-08-23 13:23:04]
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