锥虫线粒体中RNA编辑过程的结构原理

这篇论文研究锥虫线粒体中的RNA编辑。锥虫是一类寄生虫，其线粒体基因信息不能简单按DNA模板直接读出，而需要转录后修正：一段向导RNA会引导细胞在信使RNA的特定位点删除或插入尿苷碱基。过去，由于完成这些步骤的多酶复合体巨大且构象动态变化，分子机制不清楚。作者把编辑体定义为底物结合复合体RESC与催化复合体RECC1或RECC2组成的大型分子机器，并用冷冻电镜解析了约1百万道尔顿的RECC1和RECC2结构。这两种复合体外形像蜻蜓，有头、躯干样核心、尾和翅。RECC1主要负责删除尿苷，RECC2主要负责插入尿苷。核心为四聚体，由4个RNase III结构域组成，但其中只有一个具有切割活性，另外3个虽无活性仍参与结合和组装。核心负责抓住向导RNA与信使RNA形成的杂交双链；辅助锌指蛋白能区分删除位点和插入位点，并把底物摆到正确位置进行切割，这是第一步。核心周围有3个寡核苷酸结合折叠异四聚体，它们柔性地连接在核心上，形成一个可调节空间的反应室。尾部募集负责删除或添加尿苷的外切酶和尿苷酰转移酶，完成碱基切除或加入，这是第二步。两个侧翼在一个起结构支架作用的tRNA协调下，把RNA连接酶放到合适位置，重新封闭已被切割的RNA，完成第三步。整体结构显示，一个大型复合体能把识别、切割、删除或插入、连接等步骤整合在一起，从而阐明线粒体RNA编辑中遗传信息如何传递的结构机制。