剪接体：从原子水平研究细胞在制造mRNA时如何避免错误

剪接体是一种复杂的分子机器，可确保基因组中的遗传信息在转录为mRNA前体后正确组装成成熟的mRNA。剪接是生产满足生物体重要功能的蛋白质的基本要求。剪接体功能异常会导致各种严重疾病

所有生物体的遗传信息都包含在DNA中，高等生物体中的大多数基因都是以镶嵌状的方式构建的。因此，细胞能够“读取”构建存储在这些遗传镶嵌颗粒中的蛋白质的指令，它们首先被复制成mRNA的前体或信使RNA。剪接体然后将它们转化为成熟的功能性mRNA。

为此，位于细胞核中的这种大的蛋白质-RNA复合物从mRNA前体中去除非编码部分（内含子），并将编码部分（外显子）连接起来形成连续的信息链

这个过程中的错误，也被称为剪接，是遗传性遗传疾病的主要原因之一，并与神经发育障碍和癌症等疾病有关。众所周知，剪接体具有质量控制机制，但机制细节尚不清楚

在他们的实验中，由BZH主任Irmgard Sinning教授博士领导的海德堡研究人员使用了细胞生物学中常用的模式生物——裂殖酵母Schizosaccharomyces pombe。使用分子标记，鉴定、纯化有缺陷的剪接体，并通过冷冻电子显微镜进行结构检查

“剪接体中心基本稳定的结构使我们能够获得高分辨率的信息。这意味着在细胞质量控制过程中丢弃的剪接体可以首次在原子水平上表示。

”然而，分析灵活结合到剪接体外围的组分对我们的工作来说是一个重大挑战，”BZH的Komal Soni博士解释道

基于这些结构信息，科学家们能够了解剪接过程中发生的错误，剪接体如何识别错误过程并随后中止剪接，从而找出有缺陷的复合体

使用详细的结构，研究人员还能够模拟潜在的分子机制。参与细胞质量控制过程的蛋白质在从裂变酵母到人类的真核生物中都是保守的。因此，科学家们认为，在进化过程中，识别和分类错误剪接体的机制基本上没有改变 More information: Komal Soni et al, Structures of aberrant spliceosome intermediates on their way to disassembly, Nature Structural & Molecular Biology (2025). DOI: 10.1038/s41594-024-01480-7

Journal information: Nature Structural & Molecular Biology