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真核生物的基因表达需要成熟的mRNAs从细胞核选择性转运到细胞质进行翻译。在细胞核中,mRNAs被帽化、剪接、剪切、多腺苷酸化,并与各种蛋白质结合形成mRNPs。这些剪接的mRNPs在mRNA 5 '端包含帽结合复合物 (CBC),外显子连接复合物 (EJC)在每个剪接连接的上游和poly (A)结合蛋白在mRNA 3 '端。然后,mRNPs被保守的必需TREX识别,这需要其DExD-box ATP酶亚基UAP56 (在酵母中为Sub2)和mRNA输出适配器ALYREF (在酵母中为Yra1)。TREX随后授权将mRNA输出因子NXF1-NXT1加载到这些mRNPs上,从而使其能够核输出。在这一过程中,TREX将mRNAs与其未成熟的前体和其他核RNAs区分开来。此外,TREX可以阻止RNA-DNA杂交的形成,从而保护基因组的完整性。TREX如何选择性识别并随后作用于mRNPs尚不清楚。
来自奥地利维也纳生物中心 (VBC)分子病理学研究所 (IMP)的Belén Pacheco-Fiallos及其团队在Nature (IF: 69.504)杂志上发表名为mRNA recognition and packaging by the human transcription-export complex的研究[1]。
在结构中,6个拷贝的ALYREF (55-182) -EJC-RNA (原聚体1-6)通过多价和保守的ALYREF-EJC相互作用连接形成一个环。每个原聚体提供一个EJC-EJC和三个ALYREF-EJC接口,我们将其标记为a、b、c和d,并描述原聚体1 (图1b,c)。在原聚体1的EJC亚基EIF4A3 N端和原聚体2的亚基Y14之间形成EJC - EJC界面 (图1b,左)。原聚体接口b包含了与自身复合体EIF4A3结合的ALYREF WxHD元素 (原聚体1) (图1b,c)。接口c和d涉及ALYREF RRM相对两侧的两个表面。RRM一边与原聚体2的MAGOH结合 (界面c),另一边通过扩展的ALYREF环和一个保守的残基R144 (我们称之为R-finger)插入原聚体3的EIF4A3-MAGOH腔 (界面d)。这三个ALYREF - EJC接口 (b, c和d)揭示了ALYREF如何特异性识别剪接的mRNPs并促进EJC多聚化。为了支持这一结构,ALYREF WxHD (界面b)或RRM结构域 (界面c和d)的突变损害了ALYREF - EJC - RNA复合物的体外形成和ALYREF - EJC - RNA的多聚化。此外,突变的ALYREF WxHD或RRM结构域减少了核提取物中ALYREF - mRNP的结合。总之,这些数据表明,多价ALYREF-EJC相互作用有助于特异性mRNP识别。
图1. 一种ALYREF-EJC低聚物的结构
我们的重组TREX–EJC–RNA数据提出了mRNP识别和TREX组装的模型,但内源性mRNP如何在三维中组织,以及它们如何参与完整的TREX复合体仍不清楚。为了回答这些问题,我们从人类细胞中纯化了内源性TREX-mRNP复合物,并通过冷冻-EM和蛋白质交联分析了这些复合物。我们在人K562细胞中过表达GFP标记的TREX亚基THOC1,并从核提取物中分离出TREX - mRNPs。TREX - mRNPs沉积在90S附近,包含TREX复合体的所有亚单位、EJC和mRNPs的其他成分,如CBC、CHTOP、ERH和SRSF1 (图2a)。这一结果与之前纯化的人类TREX和剪接的mRNPs一致。TREX-mRNPs含有磷酸化的SRSF1 (核内mRNPs的标志),但缺乏mRNA输出因子NXF1-NXT1。我们通过另外两种纯化策略获得了相同的TREX-mRNP蛋白组成:不同的核提取物制备程序和CRISPR–Cas9介导的K562细胞中THO亚基THOC5的GFP敲入。这些结果支持我们方法的稳健性。对纯化的TREX-mRNPs进行mRNA 3'端测序发现,人类mRNA具有多样性,这与iCLIP数据中与ALYREF结合的人mRNA具有多样性相一致。综上所述,我们能够在mRNA输出因子加载前分离出内源性mRNPs与完整的TREX复合物结合。
DNA提取磁珠可以有效的从标本中提取基因组DNA、病毒DNA或游离DNA,采用化学合成的方法将四氧化三铁进行特殊的处理,使其粒径达到均一化分散,再通过特殊的材料进行官能基团(如硅羟基、羧基)的包覆。包覆官能基团后,磁珠具备了核酸吸附能力,配合核酸提取仪,可以自动化的提取DNA和RNA。