2023-03-06

Nat Str Mol Bio | 冷冻电镜揭示RNA分解机器运行机理

原创 图灵基因 图灵基因 2023-03-06 10:11 发表于江苏

当RNA出现故障时，就会导致癌症和发育障碍。我们的细胞有分子“机器”，可以“控制”RNA，并在适当的时间消除RNA。大多数都配备了一个“马达”，以产生解开RNA分子所需的能量。但是有一种叫做Dis3L2的酶可以自行分解并破坏RNA分子。然而，这一过程尚未被完全理解。现在，来自冷泉港实验室（CSHL）的科学家报告说，他们已经揭露了Dis3L2的秘密。

研究人员发现，Dis3L2会改变形状，释放出RNA分裂楔。

这一发现发表在《Nature Structural & Molecular Biology》杂志上的一篇题为“A shape-shifting nuclease unravels structured RNA”的文章中。

研究人员写道：“RNA转换途径通过消除不需要的转录物来确保适当的基因表达水平。Dis3-like 2（Dis3L2）是一种是一种3′-5′外核糖核酸酶，在人类发育中起着关键作用。Dis3L2独立降解结构化底物，包括编码和非编码3 '尿苷化RNA。尽管Dis3L2底物识别的基础已经得到了很好的表征，但该酶家族降解结构化RNA的机制尚不清楚。我们通过测定代表RNA翻转途径快照的冷冻电镜结构，和测量RNA处理的动力学参数，来表征降解循环的离散步骤。”

利用分子成像技术，CSHL教授和HHMI研究员Leemor Joshua-Tor博士和她的团队在工作中捕获了Dis3L2。他们给分子机器喂食发夹状的RNA片段，并对其在不同阶段被“吃掉”的过程进行成像。机器咀嚼完RNA的尖端后，它打开身体的一个大手臂，剥开发夹，完成了这项工作。

“这很戏剧性。”Joshua-Tor说，“我们知道事物会改变构象。它们会变形。但打开这样的东西，以这种方式暴露一个区域，我们以前没有看到过这样的东西。”

然后，Joshua-Tor的团队开始修补Dis3L2机器，寻找使其能够展开和破坏RNA的齿轮和部件。研究人员将范围缩小到机器变换形状后留下的一个突出的楔形物。如果研究人员移除楔形物，Dis3L2就无法解开RNA发夹，使机器无法运行。

这一新发现可能有助于科学家开发出更好的治疗方法，来治疗由RNA突变引起的疾病和紊乱。Joshua-Tor说，“我们必须开始将这些东西视为更具活力的实体，并在设计治疗方法时考虑到这一点。”