【獲獎者】

雷鳴

【項目名稱】

 RNase P的結構及其催化機理

【所屬學科群】

 生命科學

【所獲獎項】

2019年沐鸣2平台“科研成果獎”一等獎

【獲獎感言】

不與他人爭是非，只與時間爭夢想

【項目簡介】

RNase P（核糖核酸酶 P）是地球上所有生物賴以生存的所必需的一類核酶，主要負責催化tRNA（轉運RNA）前體5’端的成熟，從而確保遺傳信息的正確傳遞。我們在國際上首次報道了酵母和人RNase P全酶及其底物結合狀態的冷凍電鏡近原子分辨率結構。這一裏程碑式的研究工作首次完整的提出了真核生物RNase P催化底物tRNA前體切割成熟的分子機製。這一原創性的工作大大推動了核酶催化這一領域的發展，解決了困擾該領域科學家近幾十年來的科學難題。

【項目成就與應用】

RNase P 是最早發現的核酶之一，這一發現顛覆了“所有酶都是蛋白質”的概念並獲得了1989年諾貝爾化學獎。但是，自RNase P被發現近30年以來，有關核酶催化的研究，這一生命科學基礎核心領域的進展一直停滯不前；特別是對於真核生物RNase P的空間組織形式、催化機製以及該酶的進化路線等關鍵科學問題的知之甚少。我們瞄準“真核生物RNase P的結構與催化機理”這一國際上在RNA結構生物學及核酶催化領域內公認的難題之一，率先對該古老核酶的進化有了全新的認識，首次在原子分辨率水平闡釋了一條長鏈非編碼RNA介導催化的巨大分子機器的工作原理。揭示了人源RNase P 底物識別和催化機製，並提出了RNase P 這一古老核酶的進化模型。該模型揭示了細菌RNase P的RNA亞基中的輔助RNA元件逐步退化，進化到高等生物中，並由更加復雜的蛋白質組分所替代，對理解生物大分子的進化和生命的起源具有重要意義。同時RNase P與核糖體是抗生素類藥物重要的靶點，RNase P作為新型抗生素的潛在靶點，對這一類古老核酶的結構研究將為後續的新型抗生素設計提供重要的理論基礎。 這一裏程碑式的研究工作，首次完整的提出了真核生物RNase P催化底物tRNA前體切割成熟的分子機製，是核酶及RNA結構生物學領域的重大突破。

【曾獲獎項】

2009年被美國霍華德休斯醫學研究院（HHMI）聘為青年研究員

國家傑出青年科學基金獲得者

【研究歷程】

雷鳴教授致力於綜合應用結構生物學、生物化學，細胞生物學以及遺傳學等手段，研究以蛋白質復合體為主的生物大分子的結構和分子機理及其在癌症和衰老中的作用，在《Nature》、《Science》、《Cell》等雜誌發表論文60余篇，在染色體研究特別是端粒領域與表觀遺傳學領域作出了多項突破性的工作。雷鳴教授是端粒領域國際上知名的學者，其在端粒結構與功能上取得了一系列重要的成就。回國以後，雷鳴教授繼續致力於染色體及RNA相關的結構和功能研究，瞄準國際上一系列重大的科學問題，近年在核酶RNase P的結構和催化機理上取得突破性進展，相關成果得到了國際同行的高度評價。該研究被審稿人評價為“RNA加工，核酶催化以及結構生物學領域裏程碑式的傑作”，《Science》雜誌同期專門為該研究配發了評述文章。