UCLA-forskare har löst den högupplösta strukturen hos en massiv cellulär maskin, spliceosomen, fyller den sista stora luckan i vår förståelse av RNA-skarvningsprocessen som tidigare var oklar.
Kryoelektronmikroskopi (cryoEM) atomstrukturen för spliceosom P-komplexet vid 3,3 Å upplösning har publicerats i en onlineartikel av tidskriften Vetenskap .
DNA innehåller ritningen för en cell att fungera men den genetiska koden måste transkriberas till RNA för att översätta meddelandet till cellen. Det första RNA -transkriptet är rörigt med värdelösa eller "skräp" RNA -fragment från vårt genom som kallas introner som måste tas bort, eller skarvad, för att förmedla rätt mening - precis som en filmredigerare tar bort onödiga filmer för att skapa ett sista klipp för teatrar. Spliceosomen är en enorm molekylär maskin gjord av 5 små icke-kodande RNA och över hundra proteiner som tar bort introner så att endast användbara fragment som kallas exoner blir kvar. Dessa exoner sammanfogas igen för att skapa det slutliga budbärar-RNA:t som kan översättas till protein.
Splicesomen förändras dramatiskt när det fungerar. Övergripande, det finns minst 7 kända former som utför specifika funktioner. Denna upptäckt har klargjort P -komplexet, nu känd i högupplöst detalj för att vara involverad i att korrekt identifiera RNA som ska klippas, förenar sig med exonerna, och frisläppande av RNA efter skärning.
"Mycket framsteg har gjorts i vår förståelse av hur spliceosomen fungerar, men en av de största utmaningarna som återstod var att förstå hur exonen dissocierar från den aktiva platsen, "sa den första författaren Shiheng Liu, en postdoktor som arbetar med studiens medförfattare, Z. Hong Zhou, chef för Electron Imaging Center for Nanomachines vid California NanoSystems Institute vid UCLA och professor i mikrobiologi, immunologi och molekylär genetik.
"Det har varit många frågor relaterade till det olösta P -komplexet, " sa Liu. "Hela RNA-skarvningscykeln förstås bättre av denna upptäckt."
Fel i RNA -splitsning kan orsaka ett stort antal mänskliga sjukdomar, lyfta fram vikten av att ha intrikata kunskaper om hur spliceosomen fungerar.
Mer omedelbart, denna forskning öppnar dörren för riktade biokemiska experiment baserade på struktur. Med atommodellerna för nästan alla stora konturer av splicesome nu kända, en fullständig mekanistisk förståelse kan snart vara tillgänglig.
