2020年12月2日,清华-Science系列大讲堂正式拉开帷幕,首期嘉宾为著名结构生物学家施一公教授和韩国首尔大学Narry Kim教授。《科学》杂志科研主编Valda Vinson博士主持了本次讲座。
嘉宾合影
RNA剪接是所有真核生物遗传信息传递“中心法则”的关键环节,大约35%的人类遗传疾病与RNA剪接异常相关。自1977年RNA剪接发现以来,科学家们始终致力于在探索其中的分子奥秘,但由于剪接体高度的动态性和复杂性,其结构解析的难度普遍认为高于构象相对稳定的RNA聚合酶和核糖体(RNA聚合酶和核糖体的结构解析曾分别获得2006年和2009年的诺贝尔化学奖)。
在巨大挑战之下,施一公教授率领研究组迎难而上,经过7年的努力,终于在2015年在全世界首次报道了裂殖酵母剪接体3.6埃的高分辨率结构,首次展示了剪接体催化中心近原子分辨率的结构。这一重大研究成果对RNA剪接机理的研究产生革命性影响。自2015年第一个剪接体结构发表以后,施一公研究组相继解析了酿酒酵母剪接体复合物9个不同状态——包括完全组装剪接体所有8个基本状态和组装关键复合物tri-snRNP——的高分辨率结构。
近日,施一公课题组在《科学》杂志发表了剪接体领域的又一大成果——酿酒酵母处于激活状态的剪接体2.5埃的高分辨率电镜结构,此外还解析了ATP水解酶/解旋酶Prp2处于游离状态以及Prp2与其激活因子Spp2复合物的电镜结构。该结构是目前报道的最高分辨率的剪接体结构,首次展示了剪接体状态转变过程中的“动力驱动”蛋白——ATP水解酶/解旋酶Prp2及其激活因子Spp2催化其重塑的结构基础,并结合大量生化实验,阐明了Prp2在前体信使RNA上单向移动的分子机理,回答了Spp2如何通过将Prp2锚定在剪接体上辅助其发挥重塑剪接体的功能等一系列重要科学问题。在报告中施一公教授详细介绍了这一研究成果。
施一公教授做报告
在随后的报告中,美国科学院外籍院士、韩国首尔大学Narry Kim教授分享了其团队基于RNA的病毒调控的最新研究。
Narry Kim教授于牛津大学获得博士学位,期间主要从事慢性病毒和基因传递的研究,后怀揣着对RNA生物学的浓厚兴趣,她加入了宾夕法尼亚大学Gideon Dreyfuss实验室,研究外显子连接复合体在mRNA监测中的作用。目前其团队主要致力于microRNA、mRNA和病毒RNA的生成和调控机制的研究。值得一提的是,Narry Kim教授首次鉴定了microRNA加工过程中的关键复合物Drosha/DGCR8复合物,并从生化和结构的角度阐明了该复合物切割microRNA前体的详细分子机制。
Narry Kim教授做报告
在本次报告中,Narry Kim教授介绍了其团队在病毒RNA研究领域最新进展,着重介绍了其团队在新冠病毒转录组和蛋白质组的研究成果。Kim教授介绍到,其团队对新冠病毒感染细胞进行了深度测序,发现病毒转录组高度复杂,新冠病毒产生的编码存在未知的orf非经典转录本,且具有融合、缺失或移码的现象。最近,他们还对新冠病毒的核糖核蛋白复合物进行了蛋白质组学分析,并发现了许多直接与病毒RNA相互作用并调节病毒生长的蛋白质。这一系列的研究将为阐明新冠病毒的生命周期和致病性开辟新的研究方向。
两个报告内容丰富而充实,令与会者受益匪浅,提问者络绎不绝,两位嘉宾详细而认真地回答了每一个提问者的问题,并与大家进行了深入的讨论。两位嘉宾热忱严谨的科学精神和从容豁达的治学态度,深刻诠释了科学家的风采。