科学家创造首个“无剪接体内含子”真核细胞

如果把细胞中的遗传信息比作一本书，那么真核生物这本书夹杂着大量看似“多余”的段落。当细胞读取信息时，必须准确删除这些段落，才能拼出真正有用的“阅读内容”。这些被删除的片段是内含子，而负责删除工作的分子机器是剪接体。

长期以来，科学家一直困惑——内含子和剪接体是不是真核细胞赖以生存的必需元件？如果删除细胞内所有内含子，细胞还能活么？

近日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心成功构建出首个不含任何剪接体内含子的真核细胞，为上述问题给出了明确答案。

研究团队以中国科学院分子植物科学卓越创新中心此前构建的单条染色体酿酒酵母为模型，巧妙设计了一套“分头施工、重组拼装”策略。

科研人员在不同交配型的单倍体细胞中分别删除不同内含子，再通过二倍体细胞中的染色体重组和减数分裂，将所有删除结果整合到同一个细胞中。利用这一策略，敲除全部300个内含子的时间从传统方法的至少十二年缩短至六年。

研究显示，当失去所有内含子后，核糖体生物合成受到影响，致使细胞生长速度变慢。在已经失去所有内含子的细胞中，进一步删除剪接体的多个核心组分，细胞仍然能正常存活。

这表明，一旦所有内含子被彻底移除，剪接体就不再是细胞存活的必需机器。换言之，细胞演化出剪接体，其主要功能是清除内含子。

这项研究以单细胞生物酵母为模型，回答了困扰生物学界的基础问题，证实内含子和剪接体并非真核细胞生命存活所必需。研究为探索内含子的起源与演化提供了全新的实验平台，也为合成真核细胞最小基因组提供了重要信息。

相关研究成果发表在《细胞》（Cell）上。

论文链接

科研人员构建无剪接体内含子的酵母细胞