RNA剪接是基因表達中的關鍵細胞過程。在基因從DNA轉錄為信使RNA后，非編碼的內含子片段會被切除，編碼的外顯子則會被重新連接。
在最新發(fā)表于《Nature Communications》的研究中，麻省理工學院研究團隊揭開了基因表達調控領域的重要謎題：他們發(fā)現(xiàn)LUC7蛋白家族通過"左右手"調控法則，主導著約50%人類基因的RNA剪接進程。
從"分子剪刀"到"智能編輯器"的認知躍遷
作為基因表達的核心環(huán)節(jié)，RNA剪接過程猶如精密的分子剪刀——當DNA轉錄為信使RNA后，剪接體需精準切除非編碼的內含子，并將外顯子重新拼接。傳統(tǒng)理論認為，U1 snRNA與5'剪接位點的結合強度是剪接效率的決定因素。然而，麻省理工學院Christopher Burge教授團隊通過系統(tǒng)性實驗發(fā)現(xiàn)，LUC7蛋白家族通過識別“右旋型”和“左旋型”兩種剪接信號位點，構建了全新的調控維度。
"左右互搏"的分子調控哲學
研究顯示，人類三種LUC7蛋白形成精妙分工：LUC7L1/L2專司右旋位點識別，而LUC7L3則負責左旋位點解碼。這種"左右手"調控機制在動物界和植物中廣泛存在，暗示其進化保守性。更值得注意的是，約半數(shù)人類內含子攜帶此類特殊信號位點，使得基因表達調控網(wǎng)絡復雜度呈指數(shù)級增長。
圖 1：人 LUC7 蛋白影響具有不同組成的 5' 剪接位點。
"這相當于發(fā)現(xiàn)了剪接體的第二操作系統(tǒng)，"論文第一作者Connor Kenny解釋，"不同LUC7亞型如同分子開關，賦予細胞在不同生理狀態(tài)下動態(tài)調控基因表達譜的能力。"
從實驗室到臨床的轉化藍圖
該研究的臨床應用價值在白血病機制解析中初現(xiàn)端倪：10%急性髓性白血病患者存在LUC7L2基因缺失，導致右旋位點剪接效率顯著下降。這一發(fā)現(xiàn)為開發(fā)針對異常剪接的靶向療法提供了分子靶標。研究團隊更指出，現(xiàn)有治療脊髓性肌萎縮癥的小分子藥物可能通過與LUC7蛋白的協(xié)同作用增強療效。
跨物種的進化啟示錄
通過與德國馬丁·路德大學的合作研究，研究團隊發(fā)現(xiàn)植物界同樣存在"左右手"剪接調控系統(tǒng)。進化分析顯示，這種機制起源于動植物分化前的共同祖先，卻在真菌進化過程中神秘消失。這一發(fā)現(xiàn)為研究復雜生命系統(tǒng)的演化規(guī)律提供了關鍵線索。
解碼生命調控的"暗物質"
研究團隊正著手解析LUC7蛋白與剪接體的三維互作結構，Burge教授表示："我們可能正在打開基因調控的潘多拉魔盒，這些'分子開關'的運作規(guī)律，或將改寫合成生物學和基因治療的技術版圖。"
該突破性發(fā)現(xiàn)不僅刷新了基礎生物學教科書，其揭示的"左右手"調控法則，更為癌癥、遺傳病等重大疾病的精準醫(yī)療提供了全新視角。隨著對LUC7蛋白家族研究的深入，人類距離完全破譯生命密碼的終極目標又近了一步。
雜志：Nature Communications
DOI：10.1038/s41467-025-56577-4
