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記者16日從西湖大學獲悉，西湖大學生命科學學院、西湖實驗室申恩志團隊聯(lián)合吳建平團隊成功揭示了小鼠體內PIWI蛋白（MILI蛋白）與piRNA協(xié)作切割目標RNA（核糖核酸）的全過程。相關研究成果于北京時間1月15日24時在線發(fā)表于《自然》雜志。

“在細胞的運作過程中，非編碼小RNA起著至關重要的調控作用。其中，piRNA在動物生殖細胞發(fā)育和生成中扮演著關鍵角色?！鄙甓髦窘榻B，piRNA如同“RNA剪刀”，與PIWI蛋白結合成復合物，專門識別并切割逆轉錄轉座子的RNA，防止其在基因組內隨意“跳躍”，從而保障基因組的穩(wěn)定性。然而，此前這一“剪刀”的具體工作機制一直未知。

申恩志團隊早在2015年就開啟了對piRNA的探索之旅。研究初期，他們面臨的最大挑戰(zhàn)是人工表達獲得PIWI蛋白。PIWI蛋白通常來源于生殖細胞，獲取難度大，且在表達過程中容易結合其他RNA片段，導致實驗難以成功。歷經(jīng)多次失敗，直到2021年，研究團隊才終于成功獲得具有切割能力和活性的PIWI蛋白，為后續(xù)研究奠定了堅實基礎。

RNA切割過程快速且動態(tài)，難以直接觀察。為攻克這一難關，他們充分利用西湖大學在結構生物學方面的優(yōu)勢，聯(lián)合吳建平團隊制定了詳細的研究策略。

研究團隊首先獲取了PIWI-piRNA二元復合物，然后讓其與不同長度的靶標RNA結合，通過分步觀察的方式，深入研究復合物的結構變化。他們運用先進的技術手段，成功識別出PIWI蛋白開放、中間、關閉的3種過渡狀態(tài)。這3種狀態(tài)就如同一只手在抓取物體時，先張開（開放狀態(tài)），然后逐漸握住目標（中間狀態(tài)），最后完成切割（關閉狀態(tài)）。同時，研究團隊還成功鑒定出新的RNA切割催化中心關鍵位點。

“我們的最終目標是，更好地理解小的調控型RNA的機制，以及它的生物學功能，并希望能夠更好地將其轉變成實際應用?！鄙甓髦颈硎?，鑒于核酸技術在新冠疫苗和核酸藥物等領域的成功應用，該成果有望為開發(fā)基于RNA調控機制的創(chuàng)新療法提供新思路。（記者劉園園）