（来源：MIT News）
RNA 剪接是细胞内对基因表达极为关键的一个过程。当基因从 DNA 转录到信使 RNA（mRNA）后，mRNA 中不编码蛋白质的部分（也就是内含子）会被切除，而编码蛋白质的部分则会拼接在一起。这一过程由一种名为“剪接体”的大型蛋白质 - RNA 复合物调控。
现在，麻省理工学院的生物学家发现了一个新的调控机制，其能辅助确定剪接体在 mRNA 分子上的靶向位点。
研究人员指出，这种类型的调控似乎影响了大约 50% 人类基因的表达，并且在整个动物界以及植物中都存在。这些发现意味着，RNA 剪接这一基本的基因表达过程的调控比之前了解的更为复杂。
“在像人类这样较为复杂的生物体中，RNA 剪接比酵母等模式生物更为复杂，尽管这是一个在分子层面高度保守的过程。人类剪接体具备一些特殊功能，使其能更高效地处理特定内含子。这样的系统优势之一，或许在于它能实现更为复杂的基因调控。”研究论文第一作者、麻省理工学院研究生 Connor Kenny 解释道。
（来源：Nature Communications）
目前，这篇研究论文已经发表在Nature Communications上。该研究由美国国立卫生研究院（U.S. National Institutes of Health）和德国研究基金会（German Research Foundation）资助。该论文的通讯作者是麻省理工学院生物学 Uncas 和 Helen Whitaker 讲席教授 Christopher Burge。
构建蛋白质
RNA 剪接这一过程于 20 世纪 70 年代后期被发现，它能让细胞精准调控携带蛋白质合成指令的 mRNA 转录本内容。
每个 mRNA 转录本都包含编码区（外显子）和非编码区（内含子），同时还包含一些位点，这些位点作为剪接发生位置的信号，帮助细胞为所需蛋白质组装正确的序列。这个过程使得单一基因可以产生多种蛋白质。
从进化的角度来看，当不同的外显子被包含或排除时，剪接还可以改变基因和蛋白质的大小等。
在内含子上形成的剪接体由蛋白质和非编码 RNA（即小核 RNA，snRNA）构成。在剪接体组装的起始步骤中，一种名为 U1 snRNA 的 snRNA 分子会与内含子起始处的 5' 剪接位点结合。
此前，人们一直认为 5' 剪接位点与 U1 snRNA 之间的结合强度是决定内含子能否从 mRNA 转录本中被剪接掉的关键因素。
在这项新研究中，麻省理工学院团队发现了一类名为 LUC7 的蛋白质家族也会影响是否发生剪接，但仅作用于一部分内含子，在人类细胞中，这一比例高达 50%。
先前已有大量研究证实 LUC7 蛋白与 U1 snRNA 存在关联，但具体功能尚不清楚。
此次最新实验表明，人类细胞中有三种不同的 LUC7 蛋白，其中两种 LUC7 蛋白会与一种 5' 剪接位点特异性结合，研究人员将这种位点称为 “右旋” 位点；第三种 LUC7 蛋白则与另一种类型的位点相互作用，称其为 “左旋” 位点。
研究人员发现，大约 50% 的人类内含子包含一个“右旋”或“左旋”位点，而另一半内含子的剪接似乎不受 LUC7 蛋白相互作用的控制。
研究人员认为，这种调控方式为剪接过程增加了一层调节机制，有助于更高效地去除特定内含子。
“该论文证实了这两种不同的 5' 剪接位点亚类的存在，并且它们可以相互独立地进行调控。”Connor Kenny 指出，“一些核心剪接过程实际上比我们之前认识到的更为复杂，这促使我们重新审视那些我们曾认为正确的、高度保守的分子过程。”
解析剪接机制
先前研究表明，与右旋剪接位点结合的 LUC7 蛋白之一发生突变或缺失与血癌相关，大约有 10% 的急性髓性白血病（AML）就存在这种情况。
在此次新研究中，他们发现那些缺失了 LUC7L2 基因拷贝的 AML 细胞右旋剪接位点的剪接效率较低，并且，这些癌细胞还出现了与早期研究相同类型的代谢改变。
“了解某些急性髓性白血病中 LUC7 蛋白缺失对剪接的影响，有助于开发利用这些剪接差异治疗该疾病的新疗法。”Christopher Burge 表示，“目前已有一些小分子药物用于治疗其他疾病，比如脊髓性肌萎缩症，这些药物能够稳定 U1 snRNA 与特定 5' 剪接位点之间的相互作用。因此，明确特定 LUC7 蛋白对特定剪接位点相互作用的影响，或许有助于提升这类小分子药物的特异性。”
研究人员与马丁路德大学哈勒 - 维滕贝格教授 Sascha Laubinger 领导的实验室合作，发现植物中的内含子同样具有受 LUC7 蛋白调控的右旋和左旋 5' 剪接位点。
他们通过分析表明，这种剪接方式在植物、动物和真菌的共同祖先中就已出现，但在真菌从植物和动物分化后不久就消失了。
“我们对剪接机制和核心成分的认知，很多都源于相对早期的酵母遗传学研究。”Christopher Burge 指出，“如今我们发现，人类和植物往往拥有更复杂的剪接机制，具有额外的成分可以独立调控不同的内含子。”
接下来，研究人员计划进一步分析 LUC7 蛋白与 mRNA 和剪接体其余部分形成的结构，这将有助于他们更详细地了解不同形式的 LUC7 蛋白如何与不同的5’剪接位点结合。
https://news.mit.edu/2025/mit-biologists-discover-new-type-control-over-rna-splicing-0220
