《科学大众》
开博时间：2016-07-01 14:43:00创办于1937年，是我国创刊最早、影响最大的科普刊物之一。现由江苏省科技厅主管、江苏省科协主办。70多...
剪接体，奥斯卡最佳剪辑奖应该颁给他
2015-11-20 15:48:13
2015年8月23日，清华大学召开新闻发布会，宣布清华大学生命科学学院施一公教授研究组在RNA剪接领域获得里程碑式的重大突破，该研究团队用了6年时间，一直试图破译世界结构生物学公认的难题之一——剪接体的密码，不久前终于获得了进展，首次捕获到了剪接体高分辨率结构。
剪接体究竟是一种什么物质？为什么科学界对它如此关心呢？下面我们就来说说有关剪接体的故事。
维持生命不息的秘密工厂
在谈论剪接体之前，我们先要了解一下蛋白质这种物质。我们得以每天正常穿衣、吃饭、工作、学习，一切生命活动的基础都来自于这个叫蛋白质的东西。蛋白质是构成细胞的基本有机物，人体组织器官的支架和主要物质都是由蛋白质构成的，如果没有蛋白质，那么生命也就不存在了。
那么，如此重要的物质究竟是怎么产生的呢？下面要出场的就是DNA了。我们知道，DNA是一种像链条一样的聚合物，它掌握着我们生命遗传的密码信息。
我们长成什么模样，都是由藏在DNA链条里的密码来决定的。如果密码决定让你的脸长成一副完美的蛋白构架，那你的颜值就会比别人高一些；如果密码决定让你长出一双健壮的大长腿，那你就能比别人跑得更快一些。
因此，人体各个部分的蛋白质是由DNA来负责“生产”的。那么DNA究竟是如何来“生产”蛋白质的呢？这里面有一个“庞大”的秘密工厂。
下面，我们的主角——剪接体终于可以出场了。
负责“去伪存真”的蛋白质设计师
在DNA“生产”蛋白质的过程中，需要3种东西，分别是RNA聚合酶、剪接体和核糖体。其工作安排是这样的：
首先，储存在DNA序列中的遗传信息必须通过RNA聚合酶的作用转变成前体信使RNA，这一步简称“转录”。
其次，前体信使RNA由多个内含子和外显子间隔形成，必须通过剪接体的作用去除内含子、连接外显子之后，才能转变为成熟的信使RNA，这一步简称“剪接”。
最后，成熟的信使RNA必须通过核糖体的作用转变成蛋白质之后，才能行使生命活动的各种功能。
施一公简介
施一公，48岁，1967年5月出生于河南，美国约翰霍普金斯大学生物物理学博士研究生毕业，中国科学院院士，现任清华大学副校长。他带领的研究团队主要运用生化和生物物理的手段，从事细胞凋亡及膜蛋白两个领域的研究。
有人可能会觉得这一工作流程有点看不懂，什么内含子、外显子的，太复杂啦，还有，为什么要进行剪接这一流程呢？
剪接的过程，说白了就是一个“去伪存真”的过程。要知道，一套DNA包含了身体的全套密码，这其中还有很多“垃圾密码”，也就是在进化过程中已经丧失功能的部分密码。但DNA在转录时可不管这么多，一下子扔过来全套的生产密码，前体信使RNA也什么都不管，把这套密码全部“照抄”下来。
到了剪接体这里，剪接体发现不行啊，明明我只需要那些有用的部分，你怎么把所有的密码材料都给我带来了呢？这时，剪接体就要根据自己的经验来进行剪接，把那些不需要的密码（内含子）去掉，只留下需要的密码（外显子）。等剪接体全部剪接完，前体信使RNA才能变成有用的信使RNA，然后信使RNA再用这套正确的密码“编织”出我们所需要的蛋白质。
剪接体就像是灵巧的设计师
让我们来形象地打个比方吧，这就像是拍一部电影，前期先拍了大量的不同景别、不同角度的镜头，有能用的，也有后来发现用不上的，然后要进行后期的剪辑加工，剪掉那些无用的镜头，保留有用的镜头，经过选择、取舍、分解与组接，最终使之成为一部连贯流畅、主题鲜明、有艺术感染力的作品。
由此我们可以看出，剪接体在生产蛋白质的过程中起着多么重要的作用，它就像是人体工程的设计师，用一双灵巧的手，剪接出了不同肤色、不同种类的人体。
看透这个“小不点”设计师有点难
施一公研究团队
没有剪接体，我们的身体就会变得杂乱无章，最后不知道长出什么东西来。有研究发现，很多疾病的产生就和剪接出错有关，比如一些癌症就与剪接因子的错误调控有关。如果我们能掌握剪接体如何剪接的秘密，很多疾病难题也许就会迎刃而解。
虽然基因剪接现象早在1977年就被首次发现，但科学家一直难以看清这个家伙的真面目。第一步中的RNA聚合酶与第三步中的核糖体的结构解析已分别获得2006年和2009年的诺贝尔化学奖，而剪接体却是一个结构复杂且变幻莫测的家伙，想要捕捉它的清晰镜头就非常困难。
剪接体是一个由5个不同的小核核糖核酸，以及不下于100个蛋白质所组成的大型核糖核酸蛋白质复合物，在分子界可能算是大个头，但在显微镜下，它却实在太小了。同时，因为它太活泼好动，毕竟要不停忙着做剪接工作，因此它成了“细胞内最后一个等待被解析结构的超大复合体”。
直到2015年５月份，科学界能看到的剪接体分辨率也只有29埃，即2.9纳米，根本无法看清剪接体到底长什么样。之后，来自剑桥大学分子生物学实验室的一个研究组宣布，将剪接体组装过程中一个前体复合物的分辨率提高到了5.9埃，但辨别的并不是剪接体本身。
而施一公研究小组这次是直接捕捉到了剪接体，且分辨率提高到了3.6埃，已经能很清楚地看到剪接体的具体结构，并捕捉到它的工作细节。这一发现无疑是科学界的一大喜事。
多少年来，科学家们一直在步履维艰地探索剪接体中的分子奥秘，期待早日揭示这个复杂多变的分子机理，而施一公研究小组终于圆了科学家一直以来的梦，因此很多科学家纷纷为之点赞。
美国加州大学圣地亚哥分校的细胞与分子医学系教授付向东认为：“这是RNA剪接领域里程碑式的重大突破，也是近30年中国在基础生命科学领域对世界科学的最大贡献。”2009年诺贝尔生理与医学奖得主、哈佛大学医学院教授杰克·肖斯德克也高度评价了施一公研究组的重大突破。
不过，这一步还只是开始，科学家只是刚和剪接体这个小家伙“见了面”，将来还要更仔细地和它“交流”，获得它更详细的工作流程和机制，才能真正破解藏在它内部的秘密，从而真正破解生命的密码。
