松开RNA的结构基础

DNA与RNA相伴而生，是一对孪生分子。生命起源最早出现可能是“核酸世界”，DNA与RNA是后来分化产生的。在当今生命系统中，DNA、RNA和蛋白质起着决定的作用，成为生命系统中的三驾马车。RNA干扰的发现表明，生物基因表型的变化是受RNA控制的。RNA转录后复杂的加工过程反映了RNA的进化历程。因此，重新认识RNA已成为当前生命科学亟待解决的问题。

    RNA的功能主要依赖于它的结构。因此，RNA二级和三级结构是RNA过程的一个关键因子。RNA解旋酶（RNA helicases）是一个包含了与RNA代谢（从翻译起始、核糖体形成、前mRNA拼接和mRNA降解）的许多方面有关的蛋白质家族。

    DEAD-box RNA解旋酶是RNA解旋酶中常见的一类酶蛋白。这种酶具有两个RecA－like结构域（RecA-like domains）充当将RNA改变成较高级别结构时的一个催化核心。

    在4月20日的Cell杂志上，来自日本东京大学、RIKEN基因组科学中心、冈崎研究所的研究人员公布说，他们确定出果蝇DEAD-box protein Vasa的这个催化核的结构，该催化核与一个单链RNA和一个ATP类似物形成复合体。该结构的分辨率达到2.2埃。

    这会ATP类似物集中与这两个结构域结合，并因此使他们变成更为紧密的形式，而且保守残基发生许多域间相互作用。被结合的RNA剧烈弯曲，以与N端区域中的一个保守的α螺旋相协调。这种“契形”螺旋可通过弄弯一条链而干扰碱基配对。

    研究人员进行的突变分析表明这种域间相互作用将ATP水解和RNA解旋偶和在一起，其可能机制是通过精确的定位来实现两者的偶联。这种不同于通常的改变位置的解螺旋酶的机制可能有助于实现复杂RNA结构的靶向调节的实现。

    这种酶反应核心结构的确定，有助于研究人员了解RNA加工过程更多的细节，为最终人类了解RNA过程以及实现人为操作奠定坚实的基础。