元素百科介绍施一公组首次报道人源剪切体原子分辨率结构。2017年5月12日，清华大学生命学院、结构生物学先进创新中心施一公研究组在细胞中（Cell）题为“人源剪接体原子分辨率结构”的在线发表（An Atomic Structure of the Human Spliceosome）。这是第一个高分辨率的人源剪接结构，也是第一次观察酵母以外的高等生物剪接结构，进一步揭示了剪接的组装和工作机制，为了解高等生物的RNA剪接过程提供了重要的基础。
RNA剪接过程
在真核生物细胞中，大多数基因是不连续的，它们的编码区域（exon）被称为“内含子”（intron）非编码序列隔断。在基因表达过程中，内容子需要通过“剪切”和“连接”两个步骤去除化学反应，使编码区域可以连接到不同的信使RNA（mRNA）。由于内容子的边界和数量不同，同一基因可以通过剪接产生多种编码蛋白的MRNA。RNA剪接是所有真核生物的独特过程，是真核生物“中心规则”的关键步骤之一，也被认为是真核生物复杂性的重要分子基础。RNA剪接过程必须高度准确，任何错误都可能导致基因表达异常甚至疾病。据统计，超过三分之一的遗传疾病与RNA剪接异常有关。
RNA剪接的复杂生理过程是由剪接体组成的（spliceosome）来执行。剪接体是细胞中最复杂的大分子机器，分子量大，动态高，主要由蛋白质-核酸形成（ribonucleoprotein，RNP）组装形成，它在前体信使RNA（pre-mRNA）为了进入下一个反应循环，完成了识别、组装、激活、催化等一系列过程，最终在反应结束后解离成许多小功能单元。根据剪接体的组成和构象，剪接体可分为E、A、B、Bact、B*、C、C*、P、若干状态，如ILS。
研究人类剪接体结构
分析剪接体的高分辨率结构对理解剪接反应的机制至关重要。2015年8月，世界领先分析了酵母剪接体的高分辨率结构，2016年报道了酵母剪接体在不同工作状态下的高分辨率结构，提供了迄今为止最全面、最清晰的剪接结构信息，揭示了RNA剪接的分子基础，极大地促进了该领域的发展。
然而，与酵母剪接体相比，以人类为代表的高等生物剪接体的组成、组装和调节更为复杂，其结构研究由于组成的复杂性和构象的不稳定性而进展缓慢。由于超过三分之一的人类遗传疾病与剪接过程中的错误直接相关，分析人体剪接体的结构不仅有助于理解剪接反应的化学性质，而且有助于促进对某些疾病发病机制的理解，为剪接体相关药物的研发提供可能。因此，人源剪接体的结构分析是一个极其重要和迫切需要解决的问题。
施一公研究组在最新发表的《细胞》研究长文中使用了修改后的pre-mRNA，人源剪接体组装在体外，将剪接反应锁定在第一步反应后和第二步反应前的状态，即C*状态。由于人源剪接体非常不稳定，研究人员在温和条件下使用化学交联剂固定剪接体，成功获得了稳定的人源剪接体样品，并用单粒冷冻电镜重建了3.8埃近原子分辨率结构。
剪接体核心区分辨率高达3.0-3.5埃，清晰地显示了由20多种蛋白质和RNA组成的催化反应中心的结构。同时，他们观察到与第二步反应密切相关的剪接因子所呈现的特定构象，对稳定反应活性中心和催化第二步转酯反应至关重要。该结构的分析是揭示剪接体在第二步反应过程中的构象变化和3 识别剪接位点提供了重要的结构依据。
