突破！叶克穷团队解析核糖体组装的动态过程学术资讯

来源：iNature

真核生物核糖体的形成是一个复杂的过程，首先是转录大的前体RNA的转录，然后将其组装成一个大的90S前核糖体，该核糖体成熟后最终会产生40S的核糖体小亚基。最近研究已经解析了小亚基早期和晚期前体的结构，发现它们的成分和结构存在巨大的差别，但目前不清楚早期前体是如何转变到晚期前体的。

2020年9月18日，中国科学院生物物理研究所叶克穷团队在Science 在线发表题为“Cryo-EM structure of 90S small ribosomal subunit precursors in transition states”的研究论文，该研究利用单颗粒冷冻电镜技术解析了酵母核糖体小亚基早期前体向晚期前体转化过程中的一系列过渡状态的结构，首次观察到该转化的动态分子过程。这些结构显示核糖体前体RNA上的转录间隔序列在核糖体前体上发生降解，驱动组装因子的有序解离和核糖体结构的成熟。该研究还观察到切割间隔序列的核酸酶--外切体在核糖体前体上的结合位置。该研究对理解核糖体组装这个基本生命过程有重要意义。

核糖体是所有生物用来合成蛋白质的分子机器，是生命的基本元件。核糖体包括大亚基和小亚基，两个亚基都是由核糖体RNA和大量蛋白质构成的大型复合物。在真核细胞中，核糖体的组装是一个高度复杂、动态的过程，两个亚基在成熟过程中会结合大量的组装因子，形成一系列核糖体前体复合物。
小亚基在成熟过程中形成两种主要的前体：位于细胞核仁区的早期前体和位于细胞质的晚期前体。最近研究已经解析了小亚基早期和晚期前体的结构，发现它们的成分和结构存在巨大的差别，但目前不清楚早期前体是如何转变到晚期前体的。
该研究通过确定啤酒酵母中间体从90S到Pre-40S的路径的冷冻电子显微镜结构，获得了对这种转变的了解。完整的过渡被RNA解旋酶Dhr1的缺失所阻断。一系列结构快照显示，切除的5'外部转录间隔子（5'ETS）在90S内降解，从而导致组装因子的逐步拆卸和核糖体成熟。

图酵母核糖体小亚基成熟的动态过程

核外泌体是一种RNA降解机器，它通过解旋酶Mtr4停靠在90S上，并被引物消化5'ETS的3'末端。在3.2至8.6埃分辨率之间解析的结构揭示了关键的中间体以及5'ETS降解在90S进展中的关键作用。该研究对理解核糖体组装这个基本生命过程有重要意义。
叶克穷研究员是该文章的通信作者，杜易飞博士和安卫东博士为文章的共同第一作者。生物物理所生物成像中心为该研究提供了冷冻电镜研究设备和技术支持。该研究得到了科技部国家重点研发计划、中国科学院战略性先导计划和国家自然科学基金委等项目的资助。

来源：Plant_ihuman iNature

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