清华大学生科院最新Cell Research文章

　　

清华大学生命科学学院教授、清华-北大生命科学联合中心研究员王宏伟领导的研究组，在2016年7月出版的《Cell Research》发表题为《酵母细胞质RNA外切体复合物的冷冻电镜结构》（CryoEM Structure of Yeast Cytoplasmic Exosome Complex）的研究论文。该实验室曾于2009年和2014年分别在PNAS和NSMB杂志上报道十亚基RNA外切体Exosome复合物的多构象负染结构以及其内部的多条RNA降解通路等研究成果。本论文承前拓展，揭示了在酵母细胞质中内源性外切体复合物（Exo-Ski7）的RNA-free和RNA-bound两种构象，并报道了分辨率分别为4.2埃和5.8埃的冷冻电镜三维结构。

RNA在细胞的正常运作中起着重要作用，因而RNA的产生、修饰、监控与降解成为生物学家非常关心的生物学问题。王宏伟教授课题组多年来一直从事与外切体（Exosome）相关的RNA降解通路的研究。Exosome复合物是广泛存在于古细菌和真核生物中的保守的3’端RNA外切酶。酵母中的Exosome复合物的核心是一个九亚基复合物（EXO-9），通常与具有促进RNA水解活性的亚基Rrp44组成十亚基Exosome复合物（EXO-10）发挥作用。细胞核中EXO-10与辅因子Rrp6结合参与到rRNA, snRNA等的降解过程中。细胞质中EXO-10以Ski7作为桥梁与SKI complex结合从而参与到异常mRNA的降解过程中。

Exosome-Ski7 复合物的RNA降解机理模型

王宏伟教授实验室通过蛋白质单颗粒分析技术，解析了酵母Exo-Ski7的RNA-free和RNA-bound两种构象的4.2埃和5.8埃的三维结构，并通过观察一系列RNA结合状态的Exosome复合体的结构差异揭示了RNA底物介导的Exosome复合物构象转化过程中发挥关键作用的结构元件。同时结合生化数据，揭示Ski7和Rrp6与十亚基Exosome复合物结合的竞争性关系，提出Exosome复合物在不同亚细胞结构选择不同RNA底物进行降解的可能机制。

清华大学生命科学学院王宏伟教授为该论文的通讯作者。生命学院2011级PTN学生刘俊杰，生命学院2012级学生牛楚雅和NIBS博士后吴瑶为该论文共同第一作者。生命学院本科生汪洋，叶明达参与了该论文部分工作。NIBS董梦秋实验室，黄牛实验室，高能物理所刘全胜实验室以及清华大学生命学院杨雪瑞实验室、戴俊彪实验室合作参与了该课题。所有的冷冻电镜数据均采集于国家蛋白质科学（北京）设施清华大学冷冻电镜平台，数据处理工作获得了国家蛋白质科学（北京）设施清华大学高性能计算平台以及清华大学“探索100”超级计算中心的支持。本工作获得了国家自然科学基金委、科技部、北京市科委的支持。