細胞如何精準排除RNA剪接錯誤？德國與中國科學家解密關鍵機制

海德堡大學與上海復旦大學的生化學家聯手，揭開了mRNA剪接過程中兩種關鍵調控因子的運作機制。這項突破性研究發表於《細胞研究》期刊，為理解細胞如何確保基因表現的精準度提供了新見解。

蛋白質是構成細胞的基本元件，其合成指令儲存在DNA中。要將這些遺傳訊息轉譯成蛋白質，首先需要將DNA序列轉錄成信使RNA（mRNA）。不過，細胞最初產生的其實是前信使RNA（pre-mRNA），其中包含編碼區（外顯子）和非編碼區（內含子）。

在細胞核內，一個稱為「剪接體」的大型分子機器會精確切除內含子並連線外顯子，這個過程稱為RNA剪接。剪接體由多種蛋白質和RNA組成，每次執行剪接時都會在「外顯子-內含子-外顯子」交界處重新組裝。確保剪接體能準確識別這些交界處至關重要，否則可能導致錯誤的蛋白質合成。

由海德堡大學Ed Hurt教授領導的研究團隊，與上海復旦大學合作，發現兩種蛋白質GPATCH1和DHX35在維持剪接精準度上扮演關鍵角色。研究人員使用嗜熱毛殼菌的剪接體進行實驗，成功分離出正在執行品質控制的剪接複合體。

「當剪接過程出現問題時，這兩種蛋白質會迅速趕到現場，」博士後研究員Paulina Fisher解釋道。「GPATCH1能識別錯誤的前信使RNA，指示剪接體停止工作；接著DHX35會移除這些不適合的RNA分子。完成這些步驟後，剪接體會自行解體，準備進行下一輪剪接。」

這項發現不僅增進了我們對RNA剪接品質控制機制的理解，更具有重要的臨床意義。Hurt教授指出：「錯誤的剪接過程與多種疾病相關，包括癌症、遺傳性疾病和神經退化性疾病。」研究團隊希望這些發現能為相關疾病的治療提供新思路。

這項研究獲得了歐洲研究委員會高階撥款、中國國家重點研發計劃、中國國家自然科學基金會和上海市科學技術委員會的資助。相關成果已發表於2025年2月的《細胞研究》期刊。