Cell揭示新型細胞質控機制
日期：2016-02-29 10:07:22
mRNA是DNA和蛋白質生產之間的橋梁。當mRNA將DNA的遺傳信息帶出細胞核時，需要去除非編碼片段，將剩下的片段拼接在一起。這個剪切過程是非常關鍵的，至少15%的人類疾病與剪切錯誤有關，包括一些癌癥和神經退行性疾病。
芝加哥大學的科學家們發現，兩種RNA解旋酶在剪切的質量控制中起到了關鍵作用。它們會給RNA施加張力，以避免錯誤位點的剪切。這項發表在Cell雜志上的研究改變了人們過去對RNA解旋酶的認識。這種酶不僅能沿著RNA移動和解旋，還能拉動RNA調控剪切位點的選擇。
“這些酶可以起到校讀作用，通過在一定距離施加壓力，把不夠好的位點從剪接體抽出來，”文章的資深作者，芝加哥大學的Jonathan Staley教授說。
Staley及其同事此前的工作表明，RNA解旋酶Prp16和Prp22可以起到校讀RNA剪切的作用，現在他們終于闡明了這兩種酶的作用機制。研究顯示，Prp16和Prp22并不是沿著RNA移動然后直接把錯誤位置的剪接體擠下去，它們不需要到錯誤位置去直接起作用。這兩種酶其實是把錯誤的位點從剪接體拉走。
研究人員還發現，Prp16和Prp22幫助剪接體尋找和選擇剪切位點，最終實現可變剪切。“這些解旋酶可以阻止一個位點的剪切，同時促成另一個位點的剪切，”Staley指出。“這是首次發現解旋酶像可變剪切因子一樣起作用，讓一個基因產生不同的蛋白產物。”
前不久，一個跨國團隊首次對選擇性剪切進行了大規模的系統性研究。他們在Cell雜志上發表文章指出，同一個基因編碼的蛋白質異構體常常承擔著截然不同的作用，不論它們結構上有多么相似。南方醫科大學第一附屬醫院（南方醫院）的Xinping Yang博士是這篇文章的共同第一作者。
2014年12月Cell雜志發表的一項研究表明，微小的基因片段microexon會影響神經系統中的蛋白互作。神經元通過選擇性剪切使用microexon，microexon拼接到mRNA上生成神經系統必需的一些蛋白。這一過程如果出現異常，神經系統的功能就會受到重要影響。這一發現位讓人們開辟了研究自閉癥病因的新途徑。
在健康細胞中，選擇性剪切是受到嚴格調控的正常生理活動。U2AF作為參與前體mRNA剪接的重要輔助因子，一直是相關領域的研究熱點。不過，關于U2AF在哺乳動物基因組中的功能，還有許多基礎問題有待解決。2014年10月武漢大學的研究團隊在Nature Structural & Molecular Biology雜志上發表文章，解析了U2AF在人類基因組中的作用機制。
下一篇： Science驚人發現：缺氧可以救命？
