eLife:中科院生物物理所叶克穷研究组解析90S核糖体组装前体冷冻
2017年2月28日，国际知名期刊《eLife》杂志在线发表了中国科学院生物物理研究所叶克穷研究组题为molecular architecture of the 90S small subunit pre-ribosome的研究论文，研究论文报道了90S核糖体组装前体的冷冻电镜结构。研究组孙奇、朱星、奇佳和安卫东是共同第一作者，叶克穷为论文的通信作者。
核糖体是由RNA和大量蛋白质构成的大型分子机器，负责地球上所有生物的蛋白质合成。在真核生物中，核糖体组装是个非常复杂的过程。核糖体在成熟过程中需要和大量的组装因子暂时结合，形成了一系列核糖体前体复合物。小亚基核糖体在组装过程中形成两个主要的中间体：早期的90S和晚期的pre-40S前体。90S前体是个巨大的复合物，除了含有核糖体RNA和蛋白质组分，还含有约50个非核糖体蛋白质和U3 snoRNA，分子量高达5百万道尔顿。
叶克穷实验室利用冷冻电镜和单颗粒重构技术获得了出芽酵母90S核糖体前体的3个电子密度图，其中最好的密度图的整体分辨率达到4.5埃。研究人员利用已知的晶体结构、从头建模和化学交联质谱数据构建了接近完整的90S结构模型。
90S的结构显示新生核糖体小亚基折叠形成多个分离的亚结构，并和大量组装因子结合。核糖体前体RNA的5'间隔区域、U3 snoRNA和大量组装因子形成巨大的基座，支撑新生核糖体的结构。结构还揭示了U3 snoRNA和核糖体前体RNA结合的新颖方式。该结构对理解核糖体小亚基的早期组装原理和组装因子的功能具有里程碑的意义。
图示：90S核糖体前体的冷冻电镜结构
原文链接：
Molecular architecture of the 90S small subunit pre-ribosome
原文摘要：
Eukaryotic small ribosomal subunits are first assembled into 90S pre-ribosomes. The complete 90S is a gigantic complex with a molecular mass of approximately 5 megadaltons. Here, we report the nearly complete architecture of Saccharomyces cerevisiae 90S determined from three cryo-electron microscopy single particle reconstructions at 4.5 to 8.7 angstrom resolution. Majority of the density maps were modeled and assigned to specific RNA and protein components. The nascent ribosome is assembled into isolated native-like substructures that are stabilized by abundant assembly factors. The 5' external transcribed spacer and U3 snoRNA nucleate a large subcomplex that scaffolds the nascent ribosome. U3 binds four sites of pre-rRNA, including a novel site on helix 27 but not the 3' side of the central pseudoknot, and crucially organizes the 90S structure. The 90S model provides significant insight into the principle of small subunit assembly and the function of assembly factors.
作者：叶克穷
