由科罗拉多大学医学院的科学家领导的一项新研究提供了对关键细胞过程机制的深入了解。

该研究主要关注前mRNA(前体 - 信使RNA)剪接过程，其中前mRNA中不编码蛋白质的区域(称为内含子)被剪接体去除，剪接体是一种巨大的蛋白质-RNA复合物。RNA转录物的剩余部分(称为外显子)然后被卡在一起。前mRNA剪接是将前mRNA转化为成熟mRNA(信使RNA)以产生蛋白质的几个必要步骤之一。

深入了解RNA剪接的高度复杂过程对于更好地了解疾病的潜在原因是必要的。

“异常的剪接导致至少30%的人类遗传性疾病，并导致许多其他疾病，如癌症，”生物化学和分子遗传学教授，该研究的第一作者Rui Zhao博士说。

在9月4 日发表在“ 自然高级在线出版物”上的这项研究中，赵和她的同事报告了cryoEM结构，这些结构提供了“剪接周期中最早的事件的第一个视图，它使前mRNA转化为剪接”。

Cryo-EM或低温电子显微镜在过去五年中经历了技术革命，允许以近原子分辨率研究生物分子结构。在他们的研究中，赵和她的同事研究了在内含子上组装的酵母拼接体E复合物的低温-EM结构。

前mRNA剪接过程如何工作仍然受到科学家们的深入研究。具体而言，内含子和外显子如何在前mRNA的海洋中定义以及如何通过特定的反向剪接过程产生环状RNA的机制是前mRNA剪接中的基本未解答的问题。通过他们的实验，赵和她的同事们提出了一个统一的模型来解释所有三种现象(内含子定义，外显子定义和反向剪接)，而不需要为每个过程提供不同的剪接体，这些都是由他们广泛的生化实验所支持的。

“前mRNA的剪接对于所有真核生物中的基因表达至关重要，”赵说。“在高等真核生物如哺乳动物中，蛋白质编码基因的初级转录物中平均95%的核苷酸是内含子。这些内含子需要通过剪接精确去除，然后才能将mRNA转运出细胞核并进行翻译。即使单个核苷酸错误也可能导致灾难性后果。选择性剪接是真核基因表达调控的基本方法也越来越明显。“

研究人员表示，他们的研究重点是酵母E复合物，但适用于所有真核生物，应该在许多其他系统中进行实验，以了解剪接过程的机制和调节。