Nature:揭秘RNA結構多樣性在HIV-1剪接過程中扮演的角色

2021-01-08 騰訊網

本文系生物谷原創編譯,歡迎分享,轉載須授權!

近日,一項刊登在國際雜誌Nature上題為「Determination of RNA structural diversity and its role in HIV-1 RNA splicing」的研究報告中,來自懷特黑德生物醫學研究所等機構的科學家們通過研究確定了RNA的結構多樣性及其在HIV-1剪接過程中扮演的關鍵角色。

圖片來源:scitecheuropa.eu

人類免疫缺陷病毒1型(HIV-1)是一種逆轉錄病毒,其含有10千鹼基的單鏈RNA基因組,HIV必須通過單一的初級轉錄物來表達其所有的基因產物,但這種轉錄物必須經歷選擇性剪接(alternative splicing)過程才能夠產生多種蛋白產物,其中就包括結構性蛋白和調節性因子。儘管選擇性剪接發揮著關鍵作用,但驅動剪接位點的選擇機制,研究者並不清楚,導致剪接和病毒複製出現嚴重缺陷的同義RNA突變或許就提示未知的順式調節元件的存在。

這項研究中,研究者Phillip J. Tomezsko等人通過研究使用硫酸二甲酯突變譜結合名為DMS-MaPseq的測序技術分析了細胞中HIV-1的RNA的結構,同時他們還開發出了一種名為DREEM的新型算法來解釋由相同RNA序列所假設的可變構象結構,DREEM算法即利用期望最大化原則來檢測RNA的摺疊效果。與此前分析人口平均值的模型相反,本文研究中,研究者揭示了整合HIV-1基因組中RNA結構的異質性區域,除了證實在體外研究中發現的HIV-1 Rev反應元件的替代結構也存在於細胞中外,研究者還發現,關鍵剪接位點的替代構象或許也會影響轉錄物亞型的比例。

最後研究者表示,本文研究他們同事測定了RNA的剪接和胞內結構,為長期存在的科學家假設提供了一定的證據,即證實了RNA構象的異質性能夠調節剪接位點的使用及病毒基因的表達量,為後期科學家們理解HIV-1感染機體的分子機制提供了新的線索和思路。

原始出處:

Tomezsko, P.J., Corbin, V.D.A., Gupta, P. et al. Determination of RNA structural diversity and its role in HIV-1 RNA splicing. Nature (2020). doi:10.1038/s41586-020-2253-5

相關焦點

  • RNA結構多樣性的確定及其在HIV1 RNA剪接中的作用
    RNA結構多樣性的確定及其在HIV1 RNA剪接中的作用 作者:小柯機器人 發布時間:2020/5/7 14:43:23 RNA結構多樣性的確定及其在人類免疫缺陷病毒1(HIV-1)RNA剪接中的作用,這一成果由美國Whitehead
  • Nature:針對RNA轉錄和剪接的新觀點!磷酸化調節著RNA聚合酶II對不...
    在過去兩年中,這些稱為液滴狀「凝聚物(condensates)」的封閉室已越來越多地被認為是控制基因的主要參與者。如今,在一項新的研究中,來自美國懷特黑德生物醫學研究所的研究人員發現凝聚物在剪接中發揮作用,其中剪接是確保遺傳密碼準備轉化為蛋白的一個必不可少的過程。他們還揭示了一個細胞機器的關鍵部分如何在不同的凝聚物之間移動。
  • Nature:通過DNA剪接體結構解讀內含子剪接機制
    專題:Nature報導在真核生物中,很多基因都含有一個或多個「內含子」,即作為mRNA一部分被轉錄、但在mRNA被翻譯成蛋白之前被除掉的序列。在前體mRNA(pre-mRNA)中適當位置剪接這些「內含子」的大分子機器被稱為「剪接體」。
  • 施一公等報導釀酒酵母剪接體處於完成RNA剪接後構象的高解析度電鏡...
    施一公等報導釀酒酵母剪接體處於完成RNA剪接後構象的高解析度電鏡結構這篇題為《釀酒酵母「催化後剪接體」的結構》(Structure of the Post-catalytic Spliceosome from Saccharomyces cerevisiae)的論文報導了釀酒酵母剪接體呈現RNA剪接反應完成後狀態(定義為「P複合物」)、整體解析度為3.6埃的三維結構,首次展示了pre-mRNA中3』剪接位點的識別狀態,該結構為回答RNA剪接反應過程中pre-mRNA
  • 我科學家首次展示RNA剪接「分子時鐘」精確的原子模型
    這篇題為《ATP水解酶/解旋酶Prp2及其激活因子Spp2催化剪接體激活過程中結構重塑的分子機理》的論文報導了釀酒酵母處於激活狀態的剪接體2.5埃的高解析度電鏡結構。該結構是目前報導的最高解析度的剪接體結構,首次展示了剪接體狀態轉變過程中的「動力驅動」蛋白——ATP水解酶/解旋酶Prp2及其激活因子Spp2催化其重塑的結構基礎,為理解剪接體激活重塑的分子機理提供了迄今最清晰的結構信息。
  • RNA修飾在癌症發生和進展過程中扮演的關鍵角色!
    2020年5月27日 訊 /生物谷BIOON/ --近日,一篇發表在國際雜誌Nature Reviews Cancer上題為「Role of RNA modifications in cancer」的綜述文章中,來自英國劍橋大學的科學家們論述了RNA修飾在癌症中扮演的關鍵角色。
  • 差異可變剪接分析工具--rMATS
    可變剪接(Alternative splicing;又稱「選擇性剪接」)是一種在真核生物中非常普遍的基因表達方式,具體表現為一個基因的外顯子以不同的組合方式剪接形成不同的成熟RNA,從而在不同的時空環境和狀態下形成不同的蛋白質,執行不同的生物學功能。
  • Nature Plants | 重大進展,南方科技大學翟繼先團隊首次揭示擬南芥中新生RNA的動態過程
    使用長讀測序的分析表明,剪接在Pol-II通過酵母中的內含子後立即發生。在植物中,剪接動力學,剪接與轉錄之間的聯繫以及剪接與聚腺苷酸化(PA)之間的關係仍然未知。該研究發現,在Pol-II轉錄超過3'剪接位點1 kb後,一半以上的內含子仍未剪接,這比酵母中報導的剪接速度慢得多。許多全長染色質結合的RNA分子是聚腺苷酸化的,但在特定位置仍包含未剪接的內含子。這些內含子幾乎不存在於細胞質中,並且對無義介導的衰變具有抗性,表明它們在轉錄本釋放到細胞質中之前被轉錄後剪接。
  • Nature、Science和Cell三大期刊低溫電鏡解析蛋白結構重大研究
    Henderson表示,如果低溫電鏡保持這樣的勢頭繼續發展,技術問題也得以解決,那麼低溫電鏡不僅會成為解析蛋白結構的第一選擇,而是主流選擇。這個目標已經離我們不遠了。1. 施一公小組在《Science》發兩篇論文報導剪接體三維結構
  • RNA剪接"分子時鐘"精確原子模型
    西湖大學生命科學學院施一公教授研究組題為《ATP水解酶/解旋酶Prp2及其激活因子Spp2催化剪接體激活過程中結構重塑的分子機理
  • 我科學家首次展示RNA剪接「分子時鐘」精確原子模型 有望推動RNA...
    【科技前沿】  光明日報北京12月3日電(記者鄧暉)西湖大學生命科學學院施一公教授研究組題為《ATP水解酶/解旋酶Prp2及其激活因子Spp2催化剪接體激活過程中結構重塑的分子機理》的論文,11月27日在《科學》雜誌以長文形式發表
  • ...學院施一公研究組發文報導釀酒酵母內含子套索剪接體的三維結構
    一個基因轉錄出的前體信使RNA 可以通過RNA剪接成若干種信使RNA,於是極大地豐富了真核生物蛋白質組的多樣性。在剪接反應過程中,多種蛋白質-核酸複合物及剪接因子按照高度精確的順序發生結合和解聚,依次形成預組裝複合物U4/U6.U5 三小核核糖核蛋白複合物(Tri-snRNP)以及至少7個狀態的剪接體B、Bact、B*、C、C*、P以及內含子套索剪接體複合物(ILS complex,Intron Lariat Spliceosome)(圖1)。
  • 我科學家首次展示RNA剪接「分子時鐘」精確原子模型
    西湖大學生命科學學院施一公教授研究組題為《ATP水解酶/解旋酶Prp2及其激活因子Spp2催化剪接體激活過程中結構重塑的分子機理》的論文,11月27日在《科學》雜誌以長文形式發表。此文報導了釀酒酵母處於激活狀態的剪接體2.5埃的高解析度電鏡結構,該結構是目前報導的最高解析度的剪接體結構,首次展示了剪接體狀態轉變過程中的「動力驅動」蛋白——ATP水解酶/解旋酶Prp2及其激活因子Spp2催化其重塑的結構基礎,為理解剪接體激活重塑的分子機理提供了迄今最清晰的結構信息。
  • ...和西湖大學博士後白蕊等Science發文,報導剪接體激活過程中結構...
    論文連結:https://science.sciencemag.org/content/early/2020/11/24/science.abe8863圖1 論文截圖這篇題為《ATP水解酶/解旋酶Prp2及其激活因子Spp2催化剪接體激活過程中結構重塑的分子機理
  • ...論文報導剪接體組裝過程重要複合物U4/U6.U5 tri-snRNP的三維結構
    施一公研究組在《科學》發表論文報導剪接體組裝過程重要複合物U4/U6.U5 tri-snRNP的三維結構清華新聞網1月8日電 北京時間1月8日凌晨,清華大學生命學院施一公教授研究組在《科學》(Science)就剪接體的結構與機理研究再髮長文(Research Article),題為《U4/U6.U5 三小核核糖核蛋白複合物
  • .| 惠靜毅團隊揭示RNA結合蛋白QKI調控肺癌關鍵可變剪接事件
    RNA的可變剪接是一種被大家廣泛接受的增加基因組多樣性的機制。越來越多的研究發現,在腫瘤細胞中,mRNA 可變剪接發生顯著變化,並在腫瘤的發生發展中發揮重要作用(Song et al., 2018)。然而,一直困擾我們的問題是如何在眾多腫瘤相關的可變剪接事件中有效地發現並鑑定發揮關鍵作用的靶基因。
  • 我科學家首次展示RNA剪接「分子時鐘」精確原子模型-光明日報-光明網
    【科技前沿】    本報北京12月3日電(記者鄧暉)西湖大學生命科學學院施一公教授研究組題為《ATP水解酶/解旋酶Prp2及其激活因子Spp2催化剪接體激活過程中結構重塑的分子機理》的論文,11月27日在《科學》雜誌以長文形式發表
  • 施一公團隊首次捕獲真核細胞剪接體三維結構
    因為這項成果不僅標誌著人類對生命過程和本質的理解又向前邁進了關鍵一步,也標誌著困擾國際生命科學界二十幾年的分子生物學「中心法則」中的一個關鍵步驟、一直以來充滿神秘感的剪接體的三維結構終被揭示。  這項成果來自清華大學生命科學學院施一公教授的團隊。
  • Science:RNA剪接突變在遺傳變異和疾病中發揮重要作用
    2016年5月1日/生物谷BIOON/--在一項新的研究中,來自美國芝加哥大學和史丹福大學等機構的研究人員通過對全基因組數據和細胞係數據進行大量分析,發現RNA剪接是一種將突變與複雜性狀和疾病關聯在一起的主要基本因子。
  • 《科學》:施一公團隊揭示剪接體的複合結構以及催化機制
    剪接體是一種十分活躍的核糖核蛋白 「機器」 ,在每個剪接循環中,剪接體都要經歷四個連續的階段:組裝、活化、催化和拆卸。在組裝過程中,pre-mRNA被U1小核糖核糖核蛋白(U1 snRNP)識別,形成早期複合物(E)。