剪接体是一种复杂的分子机器，确保在mRNA前体转录后，能够准确地将基因组中的遗传信息组装成成熟的mRNA。此剪接过程对于产生有机体执行关键功能所需的蛋白质是必不可少的。当剪接体发生故障时，可能导致严重的疾病。海德堡大学生物化学中心（BZH）的研究人员首次成功地在高分辨率下可视化了一个功能失常的“阻塞”剪接体，并重建了其在细胞内识别和去除过程。这项研究是与澳大利亚国立大学的科学家们合作完成的。
所有生物体的遗传信息都储存在DNA中，复杂生物体的大多数基因以马赛克模式排列。为了获取嵌入这些遗传片段中的蛋白质合成指令，细胞首先制造mRNA的前体，或称为信使RNA。剪接体的作用是通过去除非编码部分（内含子）并连接编码部分（外显子）来将这些前体转化为成熟、功能的mRNA，从而创建一条连续的信息链。剪接过程中的错误是遗传性疾病的主要原因，并且与神经发育条件和癌症相关。虽然已知剪接体具有质量控制机制，但具体机制以前并不清楚。
在实验中，BZH的研究人员在主任Irmgard Sinning教授的带领下，利用裂殖酵母Schizosaccharomyces pombe，这是一种常见的细胞生物学模型生物。通过应用分子标记，他们识别并纯化了用于结构分析的缺陷剪接体，采用冷冻电子显微镜。结构生物学家解释道：“剪接体核心的大部分稳定结构使我们能够获得高分辨率数据，首次在原子水平上可视化在细胞质量控制过程中被丢弃的剪接体。”然而，分析灵活附着在剪接体外缘的成分是一个重大挑战，BZH的Komal Soni博士对此表示。
通过这些结构信息，研究人员获得了有关在剪接过程中发生错误的见解，了解剪接体如何识别故障过程，以及如何随后终止剪接，有效地丢弃有缺陷的复合物。利用这些详细结构，团队能够建模其潜在的分子机制。负责这种细胞质量控制的蛋白质在真核生物中是保守的，从裂殖酵母到人类。因此，研究人员认为，识别和去除缺陷剪接体的机制在进化过程中基本保持不变。
这项研究是Sinnging教授和澳大利亚国立大学堪培拉的RNA监控专家Tamas Fischer教授团队之间长期合作的一部分。该研究还涉及了来自哥廷根马克斯·普朗克多学科科学研究所的Henning Urlaub教授的研究小组。该项目得到了德国研究基金会和澳大利亚研究委员会的支持。研究结果发表在《自然结构与分子生物学》上。
