施一公研究组最新《科学》长文 西湖大学供图

　　近日，西湖大学教授施一公研究组在《科学》发文，首次报道了“神秘”的次要剪接体的高分辨率三维结构，被视作RNA剪接领域一项里程碑式的工作。

　　次要剪接体是什么？研究它有什么意义？

　　简单来说，剪接体是解读遗传信息的核心分子机器。

　　具体而言，这要从生物的遗传说起。在高等生物中，一段又一段的遗传信息埋在核酸分子中。其中，“无效”的遗传信息，不具有翻译功能，被称为内含子，而可以被核糖体翻译的有效遗传信息，叫做外显子。

　　“在细胞中，把遗传密码中‘无效’的内含子‘剪’出来，‘有效’的外显子‘接’到一起的过程叫做RNA剪接，它是生命体解读遗传密码的核心步骤。”课题组成员、西湖大学生命科学学院西湖学者万蕊雪说，负责执行这一步骤的就是细胞核内复杂精密的分子机器——剪接体。

　　剪掉谁，剪掉多长，什么时候剪和接，每一个“操作”都可能改变细胞命运。研究发现，人类大约有35%的遗传疾病都是因为剪接异常造成的。

　　20世纪90年代，科学家们发现了一类非经典的内含子，由于占比不足1%，被称作稀有内含子，完成该类内含子剪接的剪接体则被命名为——次要剪接体。

　　尽管占比很少，但许多人类疾病与次要剪接体和稀有内含子有关，例如生长激素缺乏症、小脑共济失调、骨髓增生异常综合征等。

　　施一公研究组解析的剪接体结构汇总 西湖大学供图

　　然而，发现是一回事，研究又是一回事。学术界对于次要剪接体的研究进展缓慢，尤其是——如何捕获高品质的次要剪接体样品，是领域内面临的一个巨大难题。

　　“在没有任何次要剪接体的相关文献情况下，摸索并建立次要剪接体的捕获与纯化方法迫在眉睫。” 课题组成员、西湖大学生命科学学院博士后白蕊说。

　　施一公研究组的白蕊博士与万蕊雪博士，长期从事剪接体的纯化与结构研究工作，并积累了大量剪接体结构研究的经验。

　　她们设计了一个高效的底物pre-mRNA，用特殊的方法“钓”出了次要剪接体，同时改进处理方式，使获得的次要剪接体更加稳定。

　　为了获得性质良好的次要剪接体样品，课题组成员还进一步探索与改良，最终建立起一套完整的次要剪接体捕获与纯化方法，成功获得了处于激活态的次要剪接体的蛋白样品。

　　人源次要剪接体的三维结构 西湖大学供图

　　在研究中，课题组利用单颗粒冷冻电镜技术，重构出了世界上首个次要剪接体的冷冻电镜结构，整体分辨率为2.9埃（注：1埃为0.1纳米），并搭建了第一个次要剪接体的原子模型，其中包含了4条RNA和45个蛋白。

　　“我们对次要剪接体的研究，才刚刚开始。”白蕊说，未来，研究团队将聚焦次要剪接体研究领域，进一步探究其分子机理、调控通路及功能意义等。