中国科学技术大学生命科学与医学系教授许超、张开明与西班牙分子生物学中心教授Encarna Martnez-Salas合作，用单粒子冷冻电镜分析了人类Gemin5基因产物羧基端结构域的三维结构3354二聚体，揭示了Gemin5羧基端结合mRNA并调控其翻译的分子机制。结果表明，Gemin5羧基端的突变导致其十聚体结构的破坏，是导致神经系统疾病的重要原因。相关成果近日在《自然—通讯》在线发表。
Gemin5基因缺陷导致神经系统疾病。许超解释说：“Gemin5的两个部分分别通过结合不同类型的RNA来执行不同的生物功能。结构的前一部分与RNA切割有关，后一部分与RNA翻译功能有关。”
2016年，许超的研究小组揭示了Gemin5氨基末端WD40结构域识别小核RNA(snRNA)的机制。本研究中，研究组通过冷冻电镜分析了Gemin5羧基端的三维结构，发现Gemin5的羧基端通过疏水相互作用形成了十聚体。这种由双五聚体组成的十聚体结构首次在RNA结合蛋白中发现。
还发现Gemin5羧基末端十聚体的形成是结合mRNA所必需的。G5十聚体通过带正电荷的表面与带负电荷的RNA发生静电相互作用。
“简单来说，就是人体内的Gemin5基因发生了突变。如果Gemin5十聚体被破坏或静电表面不存在，就不能再与RNA结合，损害了Gemin5调节神经发育的功能，从而导致神经系统疾病的发生。”徐进一步分析道。
这项工作为进一步研究Gemin5缺陷引起神经系统疾病的机制以及Gemin5不依赖于SMN复合体的生物学功能提供了结构基础。
评论者认为，“他们分析了导致疾病的基因突变，并通过突变实验支持了这一结论。”“总的来说，这种电子显微镜结构质量很高，这些结果对RNA领域的研究人员具有重要意义。”
