就像我們用碎紙機破壞掉不再有用或是包含潛在破壞性信息的文件一樣，細胞利用分子機器來降解不必要的或是有缺陷的大分子。德國馬克思普朗克生物化學(xué)研究所的科學(xué)家們現(xiàn)在破解了負責真核生物中核糖核酸降解的大分子機器——外來體（exosome）的結(jié)構(gòu)和運作機制。

RNAs是一類廣泛大量存在于細胞中，具有多種功能的分子。其中的一種功能，就是將基因組信息傳遞到蛋白質(zhì)上。在發(fā)表于《自然》（Nature）雜志上的一篇新論文中，研究人員證實在所有生物領(lǐng)域，外來體的結(jié)構(gòu)以及主要操作模式均很保守。

在RNA分子合成的過程中發(fā)生任何的錯誤或是不必要的RNAs累積，都可能對細胞造成破壞。因此，消除缺陷RNAs或是不再需要的RNAs，是細胞代謝中的關(guān)鍵步驟。外來體，這一多蛋白復(fù)合物是將RNA切成碎片的一個重要機器。此外，外來體也可將某些RNA分子加工成成熟形式。然而，研究人員對于外來體執(zhí)行這些功能的分子機制卻一直不是很清楚。

一種普遍存在的分子碎紙機

現(xiàn)在馬克思普朗克生物化學(xué)研究所的Elena Conti及其博士后研究人員Debora Makino，獲得了真核生物完整外來體復(fù)合物與一個RNA分子結(jié)合的原子分辨率圖像。通過這一復(fù)合物的結(jié)構(gòu)，科學(xué)家們了解了外來體的運作機制。Debora Makino說：“這是一個精細的機器：在外來體復(fù)合物中，由9個不同的蛋白質(zhì)形成了一個空心筒，RNA分子穿過這一空心筒，到達第10個蛋白，這一催化亞基隨后將RNA切成碎片。空心筒對于這一過程至關(guān)重要，因為它幫助解開了RNA，為切碎做好準備。缺乏這10個蛋白中的任何一個，細胞都無法生存，這表明不僅是催化亞基，整個空心筒對于外來體的功能也是至關(guān)重要的。”

真核生物中外來體利用的RNA結(jié)合和穿線機制，與過往研究中研究人員通過結(jié)構(gòu)確定的細菌與古細菌外來體的機制非常相似?！氨M管真核生物中切碎反應(yīng)的化學(xué)作用不同于細菌和古細菌，外來體的通道作用機制卻是保守的，概念上與蛋白酶體（切碎蛋白質(zhì)的復(fù)合物）利用的通道機制相似，”Elena Conti說。在未來，研究人員希望了解外來體被標記降解的RNA選擇性選中的機制，以及它在不同的細胞區(qū)室中的調(diào)控機制。