首次获得高分辨率剪接体
三维结构并揭示其工作机理
成果发布后,新华社记者第一时间在清华园甲所见到了刚完成北京高精尖特批项目评审工作、风尘仆仆骑车赶回的施一公。
施一公介绍,在所有真核生物中,基因表达分三步进行,在第一步转录中,储存在DNA中的遗传信息经RNA聚合酶的作用转变为前体信使RNA;由多个内含子与外显子间隔形成的前体信使RNA必须经过剪接体的作用去除内含子、连接外显子后才转化为成熟的信使RNA,此过程为剪接;最后,信使RNA经核糖体转化为蛋白质。
据同行介绍,第一步与第三步中的关键催化机器RNA聚合酶与核糖体的结构解析已分别被授予2006年和2009年的诺贝尔化学奖。然而基因表达第二步中的关键分子机器剪接体的原子结构解析因其复杂性难度巨大,20年来全世界许多一流实验室都在攻坚,却无突破。
“描述这一过程的规律被称为生物学的中心法则,其在生命科学领域具有核心重要性。”施一公对新华社记者说。据介绍,人类约35%的遗传紊乱是由于基因突变导致单个基因可变剪接引起的。而施一公团队的最新成果解析了剪接体高分辨率的三维结构,并阐述了RNA(核糖核酸)执行剪接的工作机理,对人类进一步理解生命、揭示与剪接体相关遗传病的发病机理提供了结构基础和理论指导。
超越世界最顶尖实验室
诺奖获得者称其“至关重要”
曾经,人类对基因剪接体的认识精度只能达到29个埃米。施一公团队得到的结果不仅逐步将分辨率由11埃提高到5.9埃,再提高到3.6埃,且其解析对象是真正的剪接体,并首次在近原子分辨率上看到了剪接体的细节。对此,业内权威人士称此成果为“诺奖级成果”。
2009年诺贝尔生物与医学奖得主、哈佛大学医学院教授杰克·肖斯德克评价说:“剪接体是细胞内最后一个其结构等待被解析的超大复合体。施一公教授的这一成果至关重要,为理解剪接体结果和工作机制带来巨大突破。”
美国加州大学圣地亚哥分校细胞和分子医学系教授傅向东认为:“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。”
作为结构生物学诞生地,剑桥大学分子生物学实验室(LMB)是目前全球最领先的生物学实验室,曾出过14位诺贝尔奖获得者,也一直是施一公团队学习和追赶的对象。当剪接体相关成果论文寄出后,得到内部消息的一位LMB博士后研究人员专门致电施一公的学生,对他们率先得到剪接体结构解析表示惊叹。记者 任卫东 张漫子
(据新华社北京8月22日电)


