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11月17日，清華大學生命學院施一公教授研究組在《自然》在線發(fā)表了題目為Crystal structures of the Lsm complex bound to the 3’ end sequence of U6 small nuclear RNA（Lsm蛋白質(zhì)復合體結合U6小核RNA 3’末端序列的晶體結構）的研究論文，首次報道了Lsm2-8蛋白質(zhì)復合物自組裝的晶體結構及其特異識別U6小核RNA 3‘末端序列的分子機制。清華大學生命學院博士生周麗君和醫(yī)學院博士生杭婧為該論文的共同第一作者。
在真核生物中，執(zhí)行翻譯功能的信使RNA(messenger RNA)在細胞核內(nèi)的成熟需要經(jīng)歷一個非常復雜的剪切和拼接過程，這個過程主要是由五個小核核糖核蛋白（small nuclear ribonucleoproteins， snRNP）和一系列的輔助蛋白構成的巨大分子機器——剪切體（spliceosome）執(zhí)行的。每種snRNP都由一條小核RNA（small nuclear RNA）和與之特異性結合的七元環(huán)蛋白質(zhì)復合物組成。大部分的七元環(huán)復合物是Sm 蛋白質(zhì)七聚體，只有在U6小核核糖核蛋白中為Lsm蛋白質(zhì)七聚體復合物。Lsm蛋白家族有十多個成員，在各個物種中高度保守，參與各種與RNA代謝相關的信號通路。在真核細胞中，組成U6 小核核糖核蛋白的蛋白質(zhì)復合物是Lsm2/3/4/5/6/7/8。它能夠特異地識別U6 RNA的3’末端序列，并幫助U6 RNA與剪切體其他成員相互作用，催化RNA的剪接過程。
在這篇研究論文中，施一公研究組通過特殊的蛋白質(zhì)表達手段獲得了均一性和穩(wěn)定性良好的自組裝Lsm蛋白質(zhì)復合物，克服了傳統(tǒng)Lsm蛋白提取方法對蛋白質(zhì)造成的潛在變性危害。在此基礎上，作者對蛋白質(zhì)復合物和RNA片段進行了共結晶，結合結構生物學和生物化學的分析手段，揭示了Lsm2-8七聚體蛋白質(zhì)復合物特異性識別U6 snRNA末端的分子機制。Lsm2-8蛋白質(zhì)復合物中的四個亞基Lsm4/8/2/3分別使用兩個保守的序列模式特異性地把U6 RNA 3’末端4個尿嘧啶錨定在七聚體圓環(huán)形成的中間空腔內(nèi)，其中Lsm3識別最末位的尿嘧啶核苷酸。有趣的是，當這個核苷酸被截去之后，Lsm3仍可以以及其相似的識別模式錨定最后一個尿嘧啶，引起整個結合序列的后移。除與Lsm4相鄰的Lsm7對RNA的結合貢獻了微弱的氫鍵以外，其他兩個亞基并沒有直接參與到RNA識別中去。這一創(chuàng)造性的新發(fā)現(xiàn)首次從三維晶體結構上描述和解釋了Lsm蛋白對U6 RNA的“末端識別”模式。（
