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  • 發布時間:2013-11-13 11:03 原文鏈接: 昆明動物所揭示rRNA加工機器的進化機制

      核糖體是蛋白質合成的分子機器。核糖體RNA的加工成熟及其與核糖體蛋白的結合是核糖體亞基裝配的基本過程。真核生物的該過程是在核仁中進行的。在酵母上已有報道核糖體小亞基rRNA(SSU rRNA)的加工成熟,是由一個被稱為SSU Processome(小亞基rRNA加工體)的核酸蛋白復合體所完成。但該機制是否在真核生物普遍存在,該機制如何從沒有核仁結構的原核細胞的基礎上進化形成,又如何隨著真核生物的進化而不斷完善和分化,目前尚不清楚。

      中國科學院昆明動物研究所真核細胞進化基因組學研究組馮金梅博士研究生在導師文建凡研究員的指導下,首先基于全基因組數據對真核生物五大超群中的77個代表物種和大量的原核生物(包括 1375中真細菌和67種古菌)進行了SSU processome所有組分的同源搜索、鑒定和分子系統發生分析,揭示了如下規律:(1)SSU Processome廣泛存在于各類真核生物中,是真核生物核糖體小亞基rRNA加工的普遍機制;(2)在真核生物的最近共同祖先(LECA)中即已進化出了較為完備的SSU Processome,其部分組分直接繼承自古細菌、并發生古老的基因重復(duplication)和功能分化以形成一些新的組分(且包括產生了SSU Processome以外的一些核仁功能成分),而在此過程中真細菌基本沒有任何直接貢獻;(3)大量的SSU Processome組分是在LECA的進化形成過程中產生的,主要通過從頭形成、招募已有蛋白(包括真細菌和古細菌起源的)的結構域共同形成新的SSU processome組分;(4)隨著真核生物在LECA基礎上的分化,SSU processome進一步發生基因重復、丟失,以及譜系特異性的獲得等多種進化方式而在不同的真核生物類群中呈現出一定程度的多樣性。

      另外,本研究也進一步提示LECA已是一個復雜的真核細胞,它已具有較完備的SSU processome,甚至已經出現了核仁結構。

      以上研究結果對于揭示真核細胞如何在原核細胞的基礎上進化形成具有重要的意義。有關論文已在Genome Biology and Evolution上在線發表。

      該研究得到了國家自然科學基金重點項目、中科院創新知識重要方向項目和科技部“973”項目的資助。

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