摘要：该研究为探索内含子的起源与演化提供了一个全新的实验平台。
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里，夹杂着大量看似“多余”的段落。每当细胞读取信息时，必须把这些段落准确删除，才能拼出真正有用的“阅读内容”。这些被删除的片段叫做内含子，而负责删除工作的分子机器叫做剪接体。
长期以来，科学家一直困惑：内含子和剪接体究竟是不是真核细胞赖以生存的必需元件（881270）？如果把细胞内所有内含子都删除，细胞还能活吗？
中国科学院分子细胞科学卓越创新中心(生物化学与细胞生物学研究所)周金秋研究团队历时六年，首次给出了明确答案。他们成功构建出世界首个不含任何剪接体内含子的真核生物。相关成果于7月15日在国际学术期刊《细胞》(Cell)上发表。
研究团队以中国科学院分子植物科学卓越创新中心覃重军团队2018年构建的单条染色体酿酒酵母为模型(该成果发表于《自然》Nature，被评为当年中国科学十大进展，周金秋研究团队参与合作研究)，巧妙设计了一套“分头施工、重组拼装”的策略——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。这一策略将全部300个内含子的敲除时间从传统方法的至少十二年大幅缩短至六年，最终获得了基因组完全不含剪接体内含子的真核细胞。
失去所有内含子后，细胞的生长速度变慢。研究发现，这主要是由于核糖体生物合成受到了影响。
更令人惊奇的是，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。这一发现表明：一旦所有内含子被彻底移除，剪接体便不再是细胞存活的必需机器。换言之，细胞演化出剪接体的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，回答了一个长期困扰生物学界的基础问题：内含子和剪接体并非真核细胞生命存活所必需。同时，该研究不但为探索内含子的起源与演化提供了一个全新的实验平台，也为合成真核细胞最小基因组提供了重要信息。
头图：基因组没有内含子(intron)的酵母细胞不再需要剪接体(spliceosome)活性。受访者供图
