我們的身體是由許多不同類型的細胞所構成，不同的基因表達決定了每種細胞的身份。但當這種基因表達出錯之時就會發(fā)生癌癥和遺傳疾病。MicroRNAs(miRNAs)是一類重要的基因表達調(diào)控因子，它們在包括發(fā)育、分化、炎癥、衰老和癌癥等幾乎所有的生物學過程中發(fā)揮著至關重要的作用。

解析miRNA的加工過程，對于了解miRNA的功能和調(diào)控機制至關重要。這種RNA一開始在細胞核中是一種微小的折疊發(fā)夾結構，被稱作為初始miRNA(PrimarymicroRNA,pri-miRNA)。細胞借助于一種特殊的機器??“微處理器”復合物來識別并加工pri-miRNA，將它們轉變?yōu)檩^短的功能性miRNA形式。

“微處理器”復合物包含有一個DROSHA和兩個DGCR8蛋白，它負責完成兩項工作：測量pri-miRNA然后剪掉它的基底部，生成miRNA前體（pre-miRNA）。經(jīng)進一步加工后，成熟miRNA和RNA誘導沉默復合物(RNAinducedsilencingcomplex,RISC)與細胞質中的信使RNA(mRNA)相互作用抑制翻譯過程，阻止核糖體生成蛋白質。

盡管在過去的十年里已對這一過程進行了較為深入的研究，由于尚未充分揭示蛋白質結構，對于微處理器的分子基礎仍然知之甚少。韓國基礎科學研究所(IBS)RNA研究中心的科學家們一直走在這一領域的前沿，致力發(fā)現(xiàn)及描繪pri-miRNA生物合成過程相關結構的復雜性。由韓國著名女科學家金娜蕊（V.NarryKim）領導的研究小組率先闡明了“微處理器”復合物組件??DROSHA的三維圖像。然而直到現(xiàn)在，還沒有人能夠獲得DROSHA的晶體結構。

金娜蕊在理解微RNA生源論方面做出了重要貢獻，其開創(chuàng)性的研究為微RNA生物學及其潛在的醫(yī)學應用奠定了重要基礎。曾獲得2008年聯(lián)合國“世界杰出女科學家獎”、2009年“何巖醫(yī)學獎”以及2010年的韓國“國家榮譽的科學家”等獎勵和稱號。2010年被國際頂級生命科學期刊Cell雜志選為編委。除了在學術上頗有建樹，金娜蕊還是位智慧與美麗兼得的美女科學家。被同濟大學王昌榮教授稱贊為“韓國世界級美女科學家”（延伸閱讀：世界杰出女科學家Science驚人發(fā)現(xiàn)：不同尋常的遺傳抑制）。

在發(fā)表于12月31日《細胞》（Cell）雜志上的一項新研究中，IBS研究小組證實了以往的研究發(fā)現(xiàn)，揭示出了“微處理器”復合物的組成和詳細作用機制。這項研究證實DROSHA具有兩個DGCR8結合位點，并提供了微處理器組裝的清晰圖像。在了解它的結構后，研究人員確定了DROSHA與DGCR8相互作用決定pri-miRNA中切割位點的機制。

以往她們曾觀察到“微處理器”復合物在距離基底接合點（basaljunction)大約11個堿基對的距離處切割了pri-miRNA的中間莖區(qū)。當前的研究幫助了她們確定了DROSHA的形狀具有獨特的物理特征，包括一個“突起部”，可完美地容納pri-miRNA。這一突起物有可能充當了測量向導，為DROSHA指出了11個堿基對的距離以實現(xiàn)切割。

當研究人員仔細觀測DROSHA時，注意到它與Dicer酶具有一些驚人的結構相似性，盡管Dicer遠離DROSHA發(fā)揮功能。研究人員推測，DROSHA有可能是從Dicer的同系物進化而來。

由于一些技術困難，純化出過表達的DROSHA蛋白進行研究過去是不可能的事。一不小心，DROSHA在蛋白質純化過程中很容易聚集，因此無法變?yōu)槌晒Φ慕Y晶。為了保持其結構完整性，研究小組共表達了結合并覆蓋DROSHA疏水表面，維持DROSHA完整性的DGCR823個氨基酸。IBS研究人員Jae-SungWoo說：“沒有這種疏水互作，DROSHA蛋白將會異常折疊及積聚，因此會讓它們喪失功能。由于維持了蛋白質，研究人員能夠完成X-射線結晶，獲得了它們的首個清晰圖像�！�

了解DROSHA的結構是認識microRNA生物合成過程的另一個關鍵步驟。這一知識是設計出一些新方法來調(diào)控和控制表達的基礎，具有廣泛的應用包括構建新的抗真菌藥物及阻止腫瘤生長。隨著抗生素耐藥性的增長，能夠更精確地控制RNAi有可能站在對抗無法治療的細菌感染的前沿位置。獲得這一圖像突破為獲得更深入的認識及令人興奮的細胞增殖新應用打開了大門。研究人員SungChulKwon說：“在未來，我們打算揭示pri-miRNA結合微處理器復合物的結構�！�

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