“RNA剪刀”切割全过程首次揭示

记者16日从西湖大学获悉，西湖大学生命科学学院、西湖实验室申恩志团队联合吴建平团队成功揭示了小鼠体内PIWI蛋白与piRNA协作切割目标RNA(核糖核酸)的全过程。相关研究成果于北京时间1月15日24时在线发表于《自然》杂志。

“在细胞的运作过程中，非编码小RNA起着至关重要的调控作用。其中，piRNA在动物生殖细胞发育和生成中扮演着关键角色。”申恩志介绍，piRNA如同“RNA剪刀”，与PIWI蛋白结合成复合物，专门识别并切割逆转录转座子的RNA，防止其在基因组内随意“跳跃”，从而保障基因组的稳定性。然而，此前这一“剪刀”的具体工作机制一直未知。

RNA切割过程快速且动态，难以直接观察。为攻克这一难关，他们充分利用西湖大学在结构生物学方面的优势，联合吴建平团队制定了详细的研究策略。

研究团队首先获取了PIWI-piRNA二元复合物，然后让其与不同长度的靶标RNA结合，通过分步观察的方式，深入研究复合物的结构变化。他们运用先进的技术手段，成功识别出PIWI蛋白开放、中间、关闭的3种过渡状态。这3种状态就如同一只手在抓取物体时，先张开，然后逐渐握住目标(中间状态)，最后完成切割(关闭状态)。同时，研究团队还成功鉴定出新的RNA切割催化中心关键位点。

“我们的最终目标是，更好地理解小的调控型RNA的机制，以及它的生物学功能，并希望能够更好地将其转变成实际应用。”申恩志表示，鉴于核酸技术在新冠疫苗和核酸药物等领域的成功应用，该成果有望为开发基于RNA调控机制的创新疗法提供新思路。

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