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核糖體是所有生物用來合成蛋白質(zhì)的分子機(jī)器，是生命的基本元件。核糖體包括大亞基和小亞基，兩個亞基都是由核糖體RNA和大量蛋白質(zhì)構(gòu)成的大型復(fù)合物。在真核細(xì)胞中，核糖體的組裝是一個高度復(fù)雜、動態(tài)的過程，兩個亞基在成熟過程中會結(jié)合大量的組裝因子，形成一系列核糖體前體復(fù)合物。小亞基在成熟過程中形成兩種主要的前體：位于細(xì)胞核仁區(qū)的早期前體和位于細(xì)胞質(zhì)的晚期前體。最近研究已經(jīng)解析了小亞基早期和晚期前體的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)它們的成分和結(jié)構(gòu)存在巨大的差別，但目前不清楚早期前體是如何轉(zhuǎn)變到晚期前體的。

　　中國科學(xué)院生物物理研究所葉克窮課題組利用單顆粒冷凍電鏡技術(shù)解析了酵母核糖體小亞基早期前體向晚期前體轉(zhuǎn)化過程中的一系列過渡狀態(tài)的結(jié)構(gòu)，首次觀察到該轉(zhuǎn)化的動態(tài)分子過程。這些結(jié)構(gòu)顯示核糖體前體RNA上的轉(zhuǎn)錄間隔序列在核糖體前體上發(fā)生降解，驅(qū)動組裝因子的有序解離和核糖體結(jié)構(gòu)的成熟。研究者還觀察到切割間隔序列的核酸酶--外切體在核糖體前體上的結(jié)合位置。該研究對理解核糖體組裝這個基本生命過程有重要意義。

　　該成果"Cryo-EM structure of 90S small ribosomal subunit precursors in transition states"于2020年9月18日發(fā)表于《Science》雜志。葉克窮研究員是該文章的通信作者，杜易飛博士和安衛(wèi)東博士為文章的共同第一作者。生物物理所生物成像中心為該研究提供了冷凍電鏡研究設(shè)備和技術(shù)支持。該研究得到了科技部國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)計劃和國家自然科學(xué)基金委等項目的資助。

圖 酵母核糖體小亞基成熟的動態(tài)過程

　　文章鏈接：https://science.sciencemag.org/content/369/6510/1477