研究人員報告了剪接體的復(fù)雜機制

復(fù)雜的原子級計算機模擬使SISSA和國家研究中心(CNR-IOM-材料制造研究所)的研究人員能夠闡明剪接體的功能，剪接體是細胞核剪接斑點內(nèi)的分子機器。剪接體由五條RNA細絲和數(shù)百種蛋白質(zhì)組成。研究人員發(fā)現(xiàn)，在酵母中，Spp42蛋白(對應(yīng)于人類Prp8)協(xié)調(diào)了處理微小切割和縫紉過程的組件的運動。由于這項活動，遺傳信息可以正確轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)等產(chǎn)品。這一過程中的缺陷是200多種人類疾病的根本原因，包括幾種類型的癌癥。了解剪接體組分的功能對于開發(fā)新藥物和療法可能是至關(guān)重要的。這項研究剛剛發(fā)表在美國國家科學(xué)院院刊(PNAS)。

為了產(chǎn)生蛋白質(zhì)，必須首先通過特定裝置復(fù)制基因。該拷貝稱為信使RNA或mRNA，負責(zé)將DNA中包含的信息傳遞給其他細胞裝置，在那里它被轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)。“信使RNA處于早熟狀態(tài)，必須進行大規(guī)模重組，”SISSA的Lorenzo Casalino解釋說，這項研究的第一作者。“在這種早熟形式中，有蛋白質(zhì)編碼區(qū)(外顯子)和其他非編碼區(qū)(內(nèi)含子)。為了使分子能夠有效，精確和有效地傳遞信息，必須通過剪接體消除內(nèi)含子。研究人員解釋說，這是一種非常精確的剪斷和縫合過程，因為任何微小的錯誤都會改變信息，嚴重影響細胞活動和整個生物體的健康。這種剪接缺陷與許多疾病有關(guān)，包括幾種類型的白血病。

“通過一個非常長且真正復(fù)雜的計算機模擬，研究源自酵母的模型，我們已經(jīng)能夠揭示剪接體的核心。我們已經(jīng)模擬和分析了一組特定的關(guān)鍵蛋白質(zhì)/ RNA的運動復(fù)合物，特別建立一種蛋白質(zhì)稱為Spp42(人類中的Prp8)起著至關(guān)重要的作用。其作用基本上誘導(dǎo)運動并因此調(diào)節(jié)所有其他剪接體組分的功能。這是一個巨大的機器，由100多種蛋白質(zhì)和5根RNA組成，“研究負責(zé)人Cnr-Iom(國家研究委員會 - 材料制造研究所)的Alessandra Magistrato說。”這是第一次原子已對該系統(tǒng)進行了大規(guī)模模擬，提供了重要信息，有助于填補現(xiàn)代結(jié)構(gòu)調(diào)查技術(shù)的空白，例如，在這種情況下，低溫電子顯微鏡。

作者報告說：“考慮到該系統(tǒng)發(fā)揮的關(guān)鍵作用，以及它對不同疾病的參與，人們對理解其結(jié)構(gòu)和行動有濃厚的興趣。”“我們已經(jīng)在酵母中研究了這種復(fù)合物，我們已經(jīng)獲得了最初的結(jié)構(gòu)信息。我們的第一步是需要多年的工作才能理解基本元素，這對于合理化人體剪接體的功能也是有用的。 “

在疾病的情況下對機制的缺陷部分的深入理解可以允許研究人員開發(fā)可以調(diào)節(jié)剪接體功能作為有效療法的藥物。研究人員得出結(jié)論：“我們正朝著這個方向前進。還有許多工作要做，但這條路很有吸引力，很有希望。”

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