在分子生物學(xué)的中心法則中，遺傳信息從DNA、RNA最后流向蛋白。RNA的成熟需要經(jīng)過復(fù)雜的轉(zhuǎn)錄后加工，其質(zhì)量控制在多種細胞過程中發(fā)揮著重要的作用。真核細胞具有大量識別和調(diào)控RNA降解的生物大分子，比如exosome復(fù)合體。

Exosome復(fù)合體通過外切酶方式從3′端對RNA進行水解。人們發(fā)現(xiàn)，Rrp6和Ski7分別是細胞核和細胞質(zhì)exosome的主要輔因子。在細胞質(zhì)中，Ski7通過一種穿過中心的路徑幫助exosome靶標(biāo)需要降解的mRNA。不過，科學(xué)家們還不清楚Ski7與exosome復(fù)合體的互作機制。

清華大學(xué)研究團隊對此進行了深入研究。他們通過單顆粒冷凍電鏡解析了Ski7-exosome復(fù)合體及其結(jié)合RNA時的高分辨率結(jié)構(gòu)。這項研究成果發(fā)表在五月十三日的Cell Research雜志上，文章通訊作者是清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的王宏偉（Hong-Wei Wang）教授。

結(jié)構(gòu)生物學(xué)曾經(jīng)是X射線晶體學(xué)技術(shù)的天下，現(xiàn)在冷凍電鏡（cryo-EM）逐漸有了后來居上之勢。隨著硬件設(shè)備和軟件算法等方面的突破，冷凍電鏡越來越受到重視。該技術(shù)的優(yōu)勢在于不需要結(jié)晶，樣品用量很少，可以在短時間內(nèi)同時獲得多個復(fù)合體狀態(tài)的三維結(jié)構(gòu)。

這項研究顯示，Ski7 N端結(jié)構(gòu)域與exosome的相互作用類似于細胞核Rrp6 C端結(jié)構(gòu)域。研究人員還制備了帶有不同長度3’ 端的RNA底物，進一步分析了這些底物與exosome的結(jié)合。他們在此基礎(chǔ)上提出了一個RNA誘導(dǎo)exosome激活的開關(guān)機制。

王宏偉教授致力于用冷凍電鏡研究生物大分子復(fù)合體的結(jié)構(gòu)與分子機理，在國際權(quán)威期刊上發(fā)表了多項引人注目的研究成果。本月初，他與Albany大學(xué)的研究團隊合作在Nature Structural & Molecular Biology雜志上發(fā)表文，通過冷凍電鏡技術(shù)揭示了II型內(nèi)含子的活性結(jié)構(gòu)。Ⅱ型內(nèi)含子廣泛存在于細菌基因組中，是具有催化活性的RNA分子，可以自我剪接形成成熟RNA。

去年一月份，王宏偉教授與中科院生物物理所的劉迎芳研究員合作，通過冷凍電鏡揭示了流感病毒RdRP復(fù)合體的分子結(jié)構(gòu)，分辨率達到4.3 Å。這一成果發(fā)表在Cell旗下的Molecular Cell雜志上。

去年四月，王宏偉教授與清華大學(xué)隋森芳院士合作，用冷凍電鏡對20S超復(fù)合體進行了深入分析，獲得了SNAP-SNARE部分的高分辨率結(jié)構(gòu)。這項研究發(fā)表在Cell Research雜志上，有助于人們進一步理解SNARE復(fù)合體的拆分機制。