來自以色列魏茲曼科學(xué)院和耶路撒冷希伯來大學(xué)的科學(xué)家小組揭示細(xì)胞“編輯器”結(jié)構(gòu),，該細(xì)胞“編輯器”將從脫氧核糖核酸模板中形成的第一個核糖核酸進(jìn)行直接“剪切和粘貼”。許多疾病都試圖破壞這一過程,，因此理解這一相關(guān)機(jī)械工作原理可能會幫助我們在未來糾正或者防止疾病對這一過程的破壞,。
約25年前科學(xué)家們在基因中發(fā)現(xiàn)脫氧核糖核酸片，這些脫氧核糖核酸片像“填充”片一樣點綴在蛋白質(zhì)形成代碼之中,，科學(xué)家們?nèi)圆磺宄@些脫氧核糖核酸片段的功能,。因此科學(xué)家們對此展開研究，以解開該過程之迷,，為此科學(xué)家將正確序列提取出來,，排列在一起，然后對一套連貫指令進(jìn)行研究,。這種過程我們稱之為“核糖核酸剪接”,，它發(fā)生于細(xì)胞核中的“剪接體”,。在一個大而復(fù)雜的蛋白質(zhì)和短股核糖核酸中，剪接體將代碼片的開始部分和結(jié)束部分區(qū)分出來,，然后對它們進(jìn)行精確的剪切,，并把它們縫合在一起。同樣,，選擇性基因剪切也發(fā)生在剪切體中,。選擇性基因剪切是人體中各種各樣的蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)，選擇性基因剪切將基因代碼片段以不同的方式串連在一起,。
以色列希伯來大學(xué)遺傳學(xué)部教授魯思.斯皮爾林和魏茲曼科學(xué)院有機(jī)化學(xué)部教授約瑟夫.斯皮爾林是夫婦,，他們均是該科學(xué)家小組成員。斯皮爾林夫婦制作了世上最詳細(xì)的剪切體結(jié)構(gòu)三維演示圖,，他們的研究論文28日發(fā)表在了《分子細(xì)胞》期刊上,。他們棄用了以前在試管中對剪切體剪切工作機(jī)理進(jìn)行研究的方法，改為直接從活細(xì)胞中提取剪切體,，然后把剪切體放到電子顯微鏡下進(jìn)行檢查的辦法,。
實際上他們所從事的工作相當(dāng)困難。因為活細(xì)胞中的剪切體是由4個相同模塊組成的,，這4個相同模塊像水珠一樣在核糖核酸線上串連在一起,。任何一個微型剪切體都具備自我剪切的能力。這4個相同模塊之間的連接相當(dāng)靈活,，模塊與模塊之間可以相互調(diào)換位置,。因此，直到現(xiàn)在,，在整個混合體中固定下一個確切的形狀和結(jié)構(gòu)是一件幾乎不可能的事情,。
該科學(xué)家小組找到了一條在模塊間剪切核糖核酸連接，而不破壞短股核糖核酸完整性的途徑,。保持短股核糖核酸完整是研究剪切過程的基礎(chǔ),。因此他們能夠?qū)δK進(jìn)行分別研究。在非常低的溫度下瞬間冷凍剪切體模塊,，使科學(xué)們盡可能觀察到剪切體模塊貼近自然的狀態(tài),。通過對數(shù)千張細(xì)微不同角度拍攝下的圖像的觀察，科學(xué)家繪制出了剪切體復(fù)合三維結(jié)構(gòu)圖,。
該結(jié)構(gòu)圖顯示,，在一個通道周圍有兩個清晰而不均等的半切體。大一點的半面部分包含有蛋白質(zhì)和核糖核酸短片,，而小一點的半面部分只有蛋白質(zhì),。在通道的一邊有一個洞穴，研究人員認(rèn)為它的作用是為等待通道進(jìn)行自我加工的脆性核糖核酸保留空間。
該科學(xué)家小組沒有觀察到的現(xiàn)象可能與他們所觀察到的一樣重要,。通過試管方法檢測核糖核酸剪切的研究人員發(fā)現(xiàn)了一個復(fù)雜序列的證據(jù),，在這個復(fù)雜序列中剪切體進(jìn)行自我組裝，以便重新開始各自的剪切工作,。但是科學(xué)家小組成員從活細(xì)胞中提取剪切體進(jìn)行研究卻發(fā)現(xiàn),，核糖核酸剪切是發(fā)生在預(yù)先形成的剪切體中的。這一點符合我們所知道的細(xì)胞最優(yōu)化工作方式,?？茖W(xué)家小組寫到，“準(zhǔn)備好機(jī)器,，然后開始工作比每次都制造一個新機(jī)器更加有效”,。
