【大师讲堂】外显子拼接复合体是如何工作的？

来源：生物医学大讲堂

2012年，来自麻省大学医学院的研究人员全面分析了一种对于真核细胞转录剪接十分重要的复合物：外显子拼接复合体（exon junction complex，EJC），并研究了相关RNA互助组，从中发现EJC的作用机制，这对于深入解析转录后剪接具有重要意义。相关成果公布在Cell杂志在线版上。

文章的通讯作者是麻省大学学院生物化学与分子药理学教授Melissa J. Moore博士，她主要研究真核细胞转录过程中RNA剪接，核蛋白转运等方面的作用机制，近期其研究组接连发表两篇Cell文章，分别阐述了核蛋白转运新机制以及外显子拼接复合体作用机制。

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前体mRNA除了能通过去除内含子而完成真核细胞转录剪接以外，还会极大的影响新生核蛋白mRNP的蛋白组成。研究发现，外显子拼接复合体（exon junction complex，EJC）是拼接mRNPs的一个重要组成部分。

也就是说，真核生物mRNA出核转运和mRNA前体剪接、mRNA降解等基因表达步骤是联系在一起的，这一蛋白复合物同时在基因转录、mRNA前体剪接、出核转运及其下游步骤中出现，mRNA剪接时遗留下来的外显子-外显子连接点可作为顺式作用元件通过其在NMD中发挥功能，降解含有提前出现终止密码子的mRNA。

在这项研究中，研究人员报道了针对内源性人EJC蛋白，以及RNA互助组的全面分析，从中他们证明了“经典”EJC主要定位于外显子连接点上游的24个核苷酸上，并且大部分外显子连接点带有EJC。

而且出乎研究人员意料的是，他们发现内源性EJCs能与其它EJCs组装在一起，并与许多SR蛋白形成megadalton（一种计量单位，生物通注）大小的复合物。

这种紧密的物理关联也许可以解释之前发现的EJCs和SR蛋白之间的功能相似性，此外，这些作用因子对长链mRNA保护作用——保护它们免受核酸酶消化，也表明内源性EJCs能与SR蛋白合作促进mRNA的包装和压实。

在另外一篇文章中，这一研究组的研究人员揭示了一种新的出芽机制，利用与某些病毒非常相似的过程，能够将大的核糖核蛋白颗粒（ribonucleoprotein particle）从细胞核转运到细胞质。这将有助于解开RNA支持突触后装置发育的机制。它提供了细胞核与细胞质间通讯的新数据，对于累及核被膜的肌营养不良和疱疹病毒感染例如带状疱疹等疾病具有重要的意义。

沿着核膜表面，核孔为某些分子例如mRNA、tRNA和核糖体提供小的开口，允许它们跨过核膜这一分隔细胞核的物理障碍进行转运。一旦进入到细胞质中，这些遗传物质会被细胞利用作为工厂和蓝图来生成蛋白质。在某些细胞中，这些RNA会结合在转运颗粒中，通过转运颗粒携带至细胞的精确位点合成该位点所需的特异蛋白质。

但是如果按比例观察到这些转运颗粒，就会发现他们实在是大到无法通过核孔复合物。这些转运颗粒首先在何处装配，一直是个悬而未解的问题。

在这篇文章中，研究人员发现这些大的颗粒借助一种新途径以核糖核蛋白（RNP）颗粒形式跨越了核膜转运。他们分析了运动神经元分泌的Wnt/wingless (Wg)蛋白是如何触发邻近肌肉细胞上的DFrizzled2 (DFz2)受体相关反应的。Wg 和 DFz2之间的互作最终导致了一部分DFz2进入到肌肉细胞核中，围绕包含mRNA的大RNP颗粒积聚。一旦它们达到肌肉细胞质中的最终目的地，这些RNAs会负责生成对于提高运动神经元和肌肉细胞连接大小至关重要的突触蛋白。

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