里程碑：清华大学在分子生物学领域取得突破

据清华新闻网报道，日前，著名的《科学》杂志在线发表了清华大学生命科学学院施一公教授研究组的两篇具有里程碑意义的论文，宣布得到了高分辨率的剪接体三维结构和剪接体对前体信使RNA执行剪接的基本工作机理，从而将分子生物学的“中心法则”在分子机理的研究上大幅度向前推进。

这两篇文章的题目分别为“3.6埃的酵母剪接体结构（Structure of a Yeast Spliceosome at 3.6 Angstrom Resolution）”和“前体信使RNA剪接的结构基础（Structural Basis of Pre-mRNA Splicing）”。第一篇文章报道了通过单颗粒冷冻电子显微镜（冷冻电镜）方法解析的酵母细胞剪接体近原子水平分辨率的三维结构，第二篇文章在此结构的基础上进行了详细的分析，阐述了剪接体对前体信使RNA执行剪接的基本工作机理。清华大学生命科学学院博士后闫创业、医学院博士研究生杭婧和万蕊雪为两篇文章的共同第一作者，施一公是两篇文章的通讯作者。

在分子生物学上，“中心法则”是描述细胞最基础也最核心的生命活动基因表达的一套规律，于1957年由英国生物学家克里克提出，对中心法则各个环节中重要生物大分子的组成、结构和功能的研究从来都是生命科学家们追逐的前沿热点。中心法则的发现与阐述伴随着多个诺贝尔奖的产生。而20多年过去了，其中公认最艰难的部分就是RNA剪接的清晰结构和复杂机理。

在所有真核细胞中，基因表达分三步进行，分别由RNA聚合酶(RNA polymerase)、剪接体(Spliceosome)、和核糖体(Ribosome)执行。首先，储存在遗传物质DNA序列中的遗传信息必须通过RNA聚合酶的作用转变成前体信使RNA (precursor messenger RNA,简称pre-mRNA)，这一步简称转录（transcription）；其次，前体信使RNA由多个内含子和外显子间隔形成，必须通过剪接体的作用去除内含子、连接外显子之后才能转变为成熟的信使RNA，这一步简称剪接（splicing）；第三，成熟的信使RNA必须通过核糖体的作用转变成蛋白质之后才能行使生命活动的各种功能。描述这一过程的规律被称为生物学的中心法则，其在生命科学领域具有核心重要性。剪接体是一个巨大而又复杂的动态分子机器，其结构解析的难度被普遍认为高于RNA聚合酶和核糖体，是世界结构生物学公认的两大难题之一。