編輯丨王多魚
排版丨水成文
如果把構成生命的最小單元——細胞的遺傳信息比作一本書,那么真核細胞的這本書里夾雜著大量看似“多余的段落”。每當細胞讀取遺傳信息時,總是把這些多余的內容刪除,從而得到真正“有用的部分”。那些被刪除的內容被稱為內含子(Intron),而負責刪除工作的是被稱為剪接體(Spliceosome)的分子機器。
長期以來,科學家們一直想知道:這些內含子以及負責刪除它們的剪接體究竟是不是細胞賴以生存所必需的?如果把細胞中內含子全部刪除,細胞還能存活嗎?
周金秋研究團隊歷時六年,首次給出了明確答案——成功構建出世界首個不含剪接體內含子的真核細胞。
該研究以:A Spliceosome-Independent Eukaryote Generated by Complete Intron Removal 為題,于 2026 年 7 月 15 日在線發表于Cell期刊,該研究通過構建首個無剪接體依賴型內含子的真核細胞模型,并通過全基因組測序證實了內含子被精確切除,從而證實了內含子和剪接體并非真核細胞生命存活所必需,并明確了剪接體的核心功能。周金秋研究員為論文通訊作者,博士研究生滿鑫、張文婷為論文共同第一作者。
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在這項最新研究中,研究團隊以中國科學院分子植物卓越創新中心覃重軍研究團隊2018年構建的單條染色體釀酒酵母細胞為研究模型,巧妙地設計了一種在不同交配型單倍體細胞中“分頭施工”,在二倍體細胞中“重組拼裝”的新穎策略,將全部 300 個內含子敲除的時間從傳統方法的至少十二年縮減至六年,最終成功獲得了基因組中不含剪接體內含子的真核細胞。失去內含子的細胞生長速度較慢,可能是核糖體生物合成受到影響所致。
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基因組沒有內含子(Intron)的酵母細胞不再需要剪接體(Spliceosome)活性
令人同樣驚奇的是,在沒有剪接體內含子的細胞中進一步刪除剪接體中的多個核心組分不影響細胞正常存活。這一發現表明,當所有內含子被徹底移除后,剪接體不再是細胞存活的必需機器。換言之,細胞當初演化出剪接體的主要功能就是清除內含子。
這一研究以單細胞生物酵母為模型,建立了一種無內含子且無需剪接體的真核生物,回答了一個長期困擾生物學界的基礎問題——內含子和剪接體并非真核細胞生命存活所必需,并闡明了剪接體的必要功能,也為探索內含子的起源與演化提供了全新的實驗平臺。
論文鏈接:
https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(26)00624-0
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