1.Science：施一公等揭示剪接體激活過程中結構重塑的分子機理
2020年11月27日，來自西湖大學施一公、萬蕊雪等研究人員合作在學術期刊《科學》上發表了題為「Mechanism of spliceosome remodeling by the ATPase/helicase Prp2 and its coactivator Spp2.」的研究成果，報導了ATP酶/解旋酶Prp2及其共激活因子Spp2對剪接體重塑的機制。
研究人員報導了Prp2單獨、Prp2與它的共激活因子Spp2結合和含有Prp2的活化剪接體結構，以及結構指導的生化分析結果。Prp2與剪接體弱結合，沒有Spp2就無法發揮功能，而Spp2與Prp2和剪接體上的錨點穩定締合，從而將Prp2束縛到激活的剪接體上並允許Prp2起作用。
前體mRNA被加載到Prp2的N-和C-半之間的特徵通道中，其中N-半的Leu536和C-半的Arg844阻止了前體mRNA向其5'端的向後滑動。ATP結合和水解觸發Prp2中的域間移動，從而推動前體mRNA朝其3'端單向逐步轉移。這些保守的機制解釋了剪接體重塑與前體mRNA剪接的耦合。
據介紹，由保守的ATP酶/解璇酶（包括Prp2）執行的剪接體重塑可以實現前體mRNA的剪接。但是，ATP酶/解璇酶功能的結構基礎仍然知之甚少。
（評論：作為第一篇剪接體重塑機制的結構研究，首次揭示了位於剪接體原位的 ATPase/helicase 高解析度的三維結構，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。）
文章來源：
Rui Bai, Ruixue Wan et al, Mechanism of spliceosome remodeling by the ATPase/helicase Prp2 and its coactivator Spp2. DOI: 10.1126/science.abe8863Science：最新IF：41.037
2.Science：發現Rho讓RNA聚合酶失活終止轉錄新機制
2020年11月26日，來自德國柏林自由大學Markus C. Wahl、美國俄亥俄州立大學Irina Artsimovitch研究組合作在《科學》雜誌上發表了題為「Steps toward translocation-independent RNA polymerase inactivation by terminator ATPase ρ.」的最新進展。揭示通過終止子ATPase ρ進行不依賴於轉運的RNA聚合酶失活的步驟。該項研究成果發表在出版的。
他們確定了一系列的冷凍電鏡結構，描繪了終止NusA / NusG修飾的延伸複合物的路徑上的六聚ATPase ρ。一個開放的ρ環接觸NusA、NusG和RNA聚合酶的多個區域，捕獲並局部打開近端上遊DNA。NusA楔入ρ環，最初隔離RNA。在RNA聚合酶Zinc結合結構域上方偏轉遠端上遊DNA後，NusA在一個加帽ρ亞基下方旋轉，隨後捕獲RNA。
在NusG脫離捕獲釋放後，RNA聚合酶失去了對RNA：DNA雜合體的控制並被滅活。他們的結構和功能分析表明，整個生命周期中的ρ和其他終止因子可能利用類似的策略以構象方式捕獲處於垂死狀態的轉錄複合物。
（評論：這是一項會改寫教科書的研究，使用低溫電鏡捕獲了在他們的模式生物大腸桿菌的DNA模板上運行的RNA聚合酶的圖像。這種高解析度的可視化觀察與高端計算相結合，使得對轉錄終止進行精確建模成為可能。）
文章來源：
Nelly Said, Tarek Hilal et al, Steps toward translocation-independent RNA polymerase inactivation by terminator ATPase ρ. DOI: 10.1126/science.abd1673, 最新IF：41.037
3.JCB：Katanin p60-like 1塑型力感受纖毛中細胞骨架
2020年12月2日，來自清華大學生命學院孫蘭迪，崔立虹等在細胞生物學雜誌上發表了題為「Katanin p60-like 1 Sculpts the Cytoskeleton in Mechanosensory Cilia.「的研究論文, 解析了機械力感受神經元中特化細胞骨架的三維結構，並初步揭示了其形成的分子機制。
機械力信號轉導是細胞將胞外機械力信號轉換為胞內信號的過程，它是觸覺、痛覺、平衡覺等重要生理學過程的細胞生物學基礎。在這一過程中，感受神經元中的力敏感離子通道可以將環境中的機械力刺激轉換為電信號，而細胞膜和細胞骨架等支撐結構則決定了力信號轉導的敏感性。研究人員在前序工作中發現果蠅I型機械力感受神經元樹突頂端存在特化的纖毛結構，該結構中存在著由非中心體微管構成的高級細胞骨架結構，該結構具有結構支撐和力學感受雙重功能。
為深入了解上述細胞骨架的結構及其發生的分子機制，研究人員進一步應用基於電子斷層成像的三維電鏡重建技術在近分子水平的解析度上原位解析了上述細胞骨架的高級結構，並結合活體細胞顯微成像技術測量了微管纖維的極性、動力學及穩定性。接著，研究者們結合遺傳學，行為學，單分子體外生化方法，電生理和在體鈣成像功能分析等多種手段，發現微管切割蛋白Kat-60L1具有特異性的表達模式和空間定位，而且能夠調控該類感受神經元對機械力信號響應的敏感性。進一步的結構和動力學分析表明，該分子通過與其它微管結合蛋白協同能夠綜合調控特化纖毛結構中微管的數量和長度，並進而精確調控了纖毛內特化微管細胞骨架的三維塑型，最終實現對整個纖毛結構形態及功能的最優化。
（評論：為進一步了解生物體感受機械力信號的分子基礎打開了大門。同時，本工作也首次應用電子斷層成像的方法對神經元樹突末梢中高密度的骨架結構進行了在體原位分析，為解析該類複雜結構發生的分子機制提供了新的實驗方法。以該工作為基礎）
文章來源：
Landi Sun, Lihong Cui, Zhen Liu et al, Katanin p60-like 1 sculpts the cytoskeleton in mechanosensory cilia.doi.org/10.1083/jcb.202004184
文章來源：每日生物評論
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