清華大學施一公研究團隊重大研究成果在線發表

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》在線發表，首次揭示了高分辨率剪接體三維結構和剪接體對前體信使RNA（核糖核酸）執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域長期以來備受關注的核心問題，也為進一步揭示與剪接體相關疾病的發病機理提供了結構基礎和理論指導。

兩篇研究長文的題目分別是“3.6埃的酵母剪接體結構”和“前體信使RNA剪接的結構基礎”。第一篇文章介紹了通過單顆粒冷凍電子顯微技術（冷凍電鏡）解析的酵母剪接體近原子分辨率的三維結構，第二篇文章在此結構的基礎上進行分析，詳細闡述了剪接體對前體信使RNA執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、剪接體核糖體執行。首先，儲存在遺傳物質DNA序列中的遺傳信息必須通過RNA聚合酶的作用轉變成前體信使RNA，這一步簡稱轉錄；其次，前體信使RNA由多個內含子和外顯子間隔形成，必須通過剪接體的作用去除內含子、連接外顯子之后才能轉變為成熟的信使RNA，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變成蛋白質之后，才能行使生命活動的各種功能。”施一公說。

施一公介紹，描述這一過程的規律被稱為生物學的中心法則，其在生命科學領域具有核心重要性。其中，RNA聚合酶和核糖體的結構解析分別獲得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分子機器，其結構解析的難度被普遍認為高于RNA聚合酶和核糖體，是世界結構生物學公認的難題。

長期以來，剪接體的結構解析一直被認為是最值得期待的結構生物學研究。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結合狀態下的晶體結構。

這項舉世矚目的科研成果背后，是一支由施一公率領的僅包含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業博士也只有30歲