我國科學(xué)家解析小RNA的生物合成機(jī)制

    小RNA是真核生物中重要的基因調(diào)控分子，在生長發(fā)育、基因沉默、抵御病毒等動(dòng)植物的各類生理過程中起著至關(guān)重要的作用。小RNA的生物合成中，Dicer家族核酸內(nèi)切酶選擇性識別小RNA前體，切割RNA至特定長度，并選擇性地將一條鏈遞呈給下游AGO蛋白從而介導(dǎo)下游基因沉默。Dicer如何起到“分子尺”和“分子刀”的功能，切割小RNA前體生成特定長度的小RNA這一機(jī)制尚不清晰。

    國家“十三五”科技計(jì)劃“蛋白質(zhì)機(jī)器與生命過程調(diào)控”重點(diǎn)專項(xiàng)“植物非編碼RNA介導(dǎo)基因沉默過程中重要蛋白質(zhì)機(jī)器的結(jié)構(gòu)功能研究（2016YFA0503200）”項(xiàng)目取得重要進(jìn)展。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)以植物中特異性生成24-nt小RNA的Dicer Like 3 (DCL3)為對象開展了研究，利用合成的DCL3天然底物模擬物和冷凍電鏡技術(shù)，解析了DCL3和天然底物模擬物的復(fù)合物結(jié)構(gòu)，并從中觀測到Dicer家族蛋白同時(shí)對前體小RNA的5’和3’端同時(shí)產(chǎn)生特異性識別的機(jī)制。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)分析，解析了Dicer家族內(nèi)切酶對小RNA的長度測量機(jī)制并解釋了小RNA的鏈選擇性機(jī)制問題。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過生化和體內(nèi)小RNA測序?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證了末端識別和特異性切割對DCL3產(chǎn)生特性長度小RNA的重要性。

    該研究首次觀測到了Dicer家族酶切割小RNA前體的狀態(tài)，成功闡釋了Dicer對底物前體RNA末端識別、長度特異性切割以及鏈選擇性呈遞給下游AGO的機(jī)制，研究成果近期發(fā)表在Science雜志上。

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