RNA剪接是基因表達中的關(guān)鍵細胞過(guò)程。在基因從DNA轉錄為信使RNA后，非編碼的內含子片段會(huì )被切除，編碼的外顯子則會(huì )被重新連接。

在最新發(fā)表于《Nature Communications》的研究中，麻省理工學(xué)院研究團隊揭開(kāi)了基因表達調控領(lǐng)域的重要謎題：他們發(fā)現LUC7蛋白家族通過(guò)"左右手"調控法則，主導著(zhù)約50%人類(lèi)基因的RNA剪接進(jìn)程。

從"分子剪刀"到"智能編輯器"的認知躍遷
      作為基因表達的核心環(huán)節，RNA剪接過(guò)程猶如精密的分子剪刀——當DNA轉錄為信使RNA后，剪接體需精準切除非編碼的內含子，并將外顯子重新拼接。傳統理論認為，U1 snRNA與5'剪接位點(diǎn)的結合強度是剪接效率的決定因素。然而，麻省理工學(xué)院Christopher Burge教授團隊通過(guò)系統性實(shí)驗發(fā)現，LUC7蛋白家族通過(guò)識別“右旋型”和“左旋型”兩種剪接信號位點(diǎn)，構建了全新的調控維度。

"左右互搏"的分子調控哲學(xué)
       研究顯示，人類(lèi)三種LUC7蛋白形成精妙分工：LUC7L1/L2專(zhuān)司右旋位點(diǎn)識別，而LUC7L3則負責左旋位點(diǎn)解碼。這種"左右手"調控機制在動(dòng)物界和植物中廣泛存在，暗示其進(jìn)化保守性。更值得注意的是，約半數人類(lèi)內含子攜帶此類(lèi)特殊信號位點(diǎn)，使得基因表達調控網(wǎng)絡(luò )復雜度呈指數級增長(cháng)。

圖 1：人 LUC7 蛋白影響具有不同組成的 5' 剪接位點(diǎn)。

"這相當于發(fā)現了剪接體的第二操作系統，"論文第一作者Connor Kenny解釋?zhuān)?不同LUC7亞型如同分子開(kāi)關(guān)，賦予細胞在不同生理狀態(tài)下動(dòng)態(tài)調控基因表達譜的能力。"

從實(shí)驗室到臨床的轉化藍圖
      該研究的臨床應用價(jià)值在白血病機制解析中初現端倪：10%急性髓性白血病患者存在LUC7L2基因缺失，導致右旋位點(diǎn)剪接效率顯著(zhù)下降。這一發(fā)現為開(kāi)發(fā)針對異常剪接的靶向療法提供了分子靶標。研究團隊更指出，現有治療脊髓性肌萎縮癥的小分子藥物可能通過(guò)與LUC7蛋白的協(xié)同作用增強療效。

跨物種的進(jìn)化啟示錄
       通過(guò)與德國馬丁·路德大學(xué)的合作研究，研究團隊發(fā)現植物界同樣存在"左右手"剪接調控系統。進(jìn)化分析顯示，這種機制起源于動(dòng)植物分化前的共同祖先，卻在真菌進(jìn)化過(guò)程中神秘消失。這一發(fā)現為研究復雜生命系統的演化規律提供了關(guān)鍵線(xiàn)索。

解碼生命調控的"暗物質(zhì)"

研究團隊正著(zhù)手解析LUC7蛋白與剪接體的三維互作結構，Burge教授表示："我們可能正在打開(kāi)基因調控的潘多拉魔盒，這些'分子開(kāi)關(guān)'的運作規律，或將改寫(xiě)合成生物學(xué)和基因治療的技術(shù)版圖。"

該突破性發(fā)現不僅刷新了基礎生物學(xué)教科書(shū)，其揭示的"左右手"調控法則，更為癌癥、遺傳病等重大疾病的精準醫療提供了全新視角。隨著(zhù)對LUC7蛋白家族研究的深入，人類(lèi)距離完全破譯生命密碼的終極目標又近了一步。

雜志：Nature Communications

DOI：10.1038/s41467-025-56577-4