21日凌晨，清華大學生命科學學院教授施一公研究組的兩篇研究長文在國際頂級期刊《科學》在線發(fā)表，首次揭示了高分辨率剪接體三維結(jié)構(gòu)和剪接體對前體信使RNA（核糖核酸）執(zhí)行剪接的基本工作機理。這項研究，不僅初步解答了基礎生命科學領(lǐng)域長期以來備受關(guān)注的核心問題，也為進一步揭示與剪接體相關(guān)疾病的發(fā)病機理提供了結(jié)構(gòu)基礎和理論指導。

兩篇研究長文的題目分別是“3.6埃的酵母剪接體結(jié)構(gòu)”和“前體信使RNA剪接的結(jié)構(gòu)基礎”。第一篇文章介紹了通過單顆粒冷凍電子顯微技術(shù)（冷凍電鏡）解析的酵母剪接體原子分辨率的三維結(jié)構(gòu)，第二篇文章在此結(jié)構(gòu)的基礎上進行分析，詳細闡述了剪接體對前體信使RNA執(zhí)行剪接的基本工作機理。

細胞是生物體的基本組成單位，而基因表達是所有細胞最基礎，也是最核心的生命活動。“在所有真核細胞中，基因表達分三步進行，分別由RNA聚合酶、剪接體核糖體執(zhí)行。首先，儲存在遺傳物質(zhì)DNA序列中的遺傳信息必須通過RNA聚合酶的作用轉(zhuǎn)變成前體信使RNA，這一步簡稱轉(zhuǎn)錄；其次，前體信使RNA由多個內(nèi)含子和外顯子間隔形成，必須通過剪接體的作用去除內(nèi)含子、連接外顯子之后才能轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓男攀筊NA，這一步簡稱剪接；最后，成熟的信使RNA必須通過核糖體的作用轉(zhuǎn)變成蛋白質(zhì)之后，才能行使生命活動的各種功能。”施一公說。

施一公介紹，描述這一過程的規(guī)律被稱為生物學的中心法則，其在生命科學領(lǐng)域具有核心重要性。其中，RNA聚合酶和核糖體的結(jié)構(gòu)解析分別獲得2006年和2009年的諾貝爾化學獎。而剪接體是一個巨大而又復雜的動態(tài)分子機器，其結(jié)構(gòu)解析的難度被普遍認為高于RNA聚合酶和核糖體，是世界結(jié)構(gòu)生物學公認的難題。

長期以來，剪接體的結(jié)構(gòu)解析一直被認為是最值得期待的結(jié)構(gòu)生物學研究。許多人類疾病都可以歸咎于基因的錯誤剪接或針對剪接體的調(diào)控錯誤，人類35%的遺傳紊亂是由于基因突變導致單個基因的可變剪接引起的。

施一公研究組從2009年開始進入剪接體研究的核心領(lǐng)域，并在初首次報道了剪接體復合物中重要組成蛋白Lsm七聚體及其在RNA結(jié)合狀態(tài)下的晶體結(jié)構(gòu)。

這項舉世矚目的科研成果背后，是一支由施一公率領(lǐng)的僅包含3名年輕人的研究團隊，其中有1989年出生的杭婧和90后博士研究生萬蕊雪，而資格最老的清華大學生命科學學院閆創(chuàng)業(yè)博士也只有30歲