千人学者发表最新文章：RNA剪接复合体的组装新机制

 前体mRNA剪接是一个高度动态的复杂过程，随着剪接反应的进程剪接体复合物随之重组和解离。这个过程对于生物机体基本功能具有重要的意义。近期来自中国科学院生物物理研究所许瑞明研究组解析了1.9 Å分辨率的Gemin5蛋白N端与snRNA。

底物的复合物晶体结构，验证了Gemin5与snRNA之间的序列特异性结合模式，并提示了介导两者相互作用的关键因素。

这一研究成果公布在Genes & Development杂志上，文章的通讯作者是生物物理研究所许瑞明研究员和王明珠副研究员。许瑞明研究员早毕业于浙江大学，入选国家“千人计划”，国家“杰出青年基金”，研究组主要从事基因表达与调控的结构生物学研究。具体研究内容又分为基因转录的表观遗传调控和RNA转录后加工两个方向。

剪接体组装的基石是5种富含尿嘧啶的小核核糖核酸-蛋白质复合物（U1，U2，U4/ U6和U5 snRNP），它们的核心分别由各自的小核RNA (snRNA)以及结合在其保守Sm序列上的七个不同Sm蛋白所组成。snRNP的正确组装是RNA剪接复合体形成的必要前题，然而其中的分子机制并不清楚。

在体内，snRNP的组装需要SMN复合物的参与。SMN复合物中的SMN和Gemin2结合Sm蛋白，Gemin5结合snRNA。目前关于后者的机制认识缺乏，揭示Gemin5与snRNA的作用方式和识别特征，对于全面了解SMN复合物介导snRNP组装的分子机制具有重要意义。

许瑞明研究组通过体外生化实验确定了Gemin5与U4 snRNA的结合区域，并解析了1.9 Å分辨率的Gemin5蛋白N端与snRNA底物的复合物晶体结构。结构显示，Gemin5蛋白N端形成双7叶β-螺旋桨状WD40结构域，横跨这两个WD40顶端的连续的碱性区域结合了U4 snRNA中Sm序列的前六个碱基。研究还发现紧邻Sm序列5’端的一个腺嘌呤对于蛋白的结合也起到重要作用。针对相关氨基酸残基和碱基的一系列定点突变实验结果验证了Gemin5与snRNA之间的序列特异性结合模式，并提示了介导两者相互作用的关键因素。

由于WD40结构域是近年来鉴定的新型RNA结合蛋白，因此这项工作的另一个重要意义在于首次揭示了串联WD40结构域RNA之间直接的相互作用方式。

去年，清华大学的研究组报道了通过单颗粒冷冻电子显微技术（冷冻电镜）解析的酵母剪接体近原子分辨率的三维结构，并在此结构的基础上进行了详细分析，阐述了剪接体对前体信使RNA执行剪接的基本工作机理。

这一研究对剪接体近原子分辨率结构的解析，不仅初步解答了这一基础生命科学领域长期以来备受关注的核心问题，又为进一步揭示与剪接体相关疾病的发病机理提供了结构基础和理论指导。