剪接體通常在外顯子上組裝，并經歷重新排列以跨越相鄰的內含子。大多數由內含子定義的剪接體狀態已經在結構上得到了表征。然而，一個完全組裝的外顯子定義的剪接體的結構仍然未知。
2024年4月24日，清華大學/西湖大學施一公及清華大學閆創業共同通訊在Cell Research（IF=44）在線發表題為“Structural insights into human exon-defined spliceosome prior to activation”的研究論文，該研究報告了人類外顯子定義的剪接體在四個連續狀態下的原子結構：成熟的前-B、晚期前-B、早期B和成熟的B。在先前未知的晚期前-B狀態中，U1 snRNP已經釋放，但其余的蛋白質仍處于pre-B狀態。
令人意外的是，RNA處于B狀態，其中U6 snRNA與5'剪接位點形成雙鏈結構，而U5 snRNA識別外顯子的3'端。在早期和成熟的B復合物中，B特異性因子逐步被招募，并特異性地識別外顯子的3'區域。研究揭示了外顯子定義的剪接體組裝的關鍵見解，并確定了前-B到B轉變的機制步驟。
另外，2024年3月14日，圣約翰大學于勇及西湖大學/清華大學施一公等多團隊合作在PNAS 在線發表題為“Molecular and structural basis of the dual regulation of the polycystin-2 ion channel by small-molecule ligands”的研究論文，該研究發現大多數已知的粘脂蛋白TRP (TRPML)通道的小分子激動劑抑制PC2_F604P的活性，PC2_F604P是PC2通道的功能獲得突變體。其中ML-SA1和SF-51具有雙重調控作用，低濃度可進一步激活PC2_F604P，高濃度可使通道失活。通過兩種冷凍電鏡(cryo-EM)結構、分子對接模型和誘變結果，該研究在PC2_F604P中發現了ML-SA1的兩個不同的結合位點，分別負責激活和失活。這些結果為配體如何通過不尋常的機制調節PC2通道功能提供了結構和功能方面的見解，并可能有助于設計更有效和特異性調節PC2通道的化合物，并可能用于ADPKD治療。
2024年3月14日，西湖大學施一公及萬蕊雪共同通訊在Science 在線發表題為“Structural basis of U12-type intron engagement by the fully assembled human minor spliceosome”的研究論文，首次報道了完全組裝的次要剪接體的高分辨率三維結構，展示了在U12型內含子上組裝過程的關鍵構象——預催化剪接體前體（precursor pre-catalytic spliceosome，定義為“pre-B復合物”），解析并鑒定了56個蛋白和6種RNA（pre-mRNA和5種snRNA），整體分辨率高達3.3埃。該結構第一次展示了組成次要剪接體的全部5種snRNP（U11、U12、U4atac、U6atac和U5 snRNP），揭示了次要剪接體在組裝過程中對U12型內含子上5’剪接位點識別的分子機理，解決了剪接體激活過程中5’剪接位點如何逐步進入活性位點的重要問題；通過與主要剪接體的結構比較分析了U2型和U12型內含子識別的結構基礎，首次從分子層面提出了主要、次要剪接體如何區分剪接位點并正確完成組裝的模型（點擊閱讀）。
在脊椎動物，特別是人類中，外顯子的平均長度明顯短于內含子。剪接體傾向于在這些相對較短的外顯子上組裝。在它們被激活之前，外顯子定義（ED）剪接體通常會轉化為內含子定義（ID）剪接體，因為必須正確切割內含子才能生成mRNA。在細胞中，外顯子定義剪接體的反向剪接也可能進行，產生一個特征性的T形分支RNA中間體，進一步產生一個環狀外顯子作為最終產物。
在人類中，未激活之前的內含子定義剪接體已經在原子水平上進行了結構表征。U1和U2小核核糖核蛋白（snRNPs）分別識別5'剪接位點（5'SS）和分支點序列（BPS），形成前剪接體（即A復合物）。A復合物與U4/U6.U5三核蛋白結合形成前B復合物，在該復合物中，U2 snRNP主要通過U2/U6雙鏈與三核蛋白結合。RNA解旋酶PRP28解開U1/5'SS雙鏈，釋放U1 snRNP，并允許在B復合物中形成U6/5'SS雙鏈。前B到B的重塑涉及明顯的結構重組。
與內含子定義狀態相比，關于外顯子定義剪接體的結構信息較少，僅在A復合物形成之前的早期組裝中可獲得。對外顯子定義狀態的理解在很大程度上基于生化分析。在外顯子定義狀態的A復合物中，兩端的U1和U2 snRNPs被認為通過中間的SR蛋白相互橋接。在外顯子定義狀態的B復合物中，通過外源性5'SS寡核苷酸可以穩定三核蛋白的結合。此外，內源性環狀mRNA存在于外顯子定義狀態的純化酵母后催化剪接體中，確認了反向剪接途徑。
內含子定義和外顯子定義復合物共享相同的snRNPs。外顯子定義到內含子定義的轉化可能發生在A狀態形成后，因為三核蛋白可能與跨越內含子的U1和U2 snRNPs結合形成內含子定義的前B復合物。另一種可能，外顯子定義到內含子定義的轉化也可能發生在B狀態，其中上游內含子的5'SS侵入外顯子定義狀態的B復合物，將下游內含子的5'SS替換掉。外顯子定義到內含子定義轉化的機制仍然不明確。
在本研究中，作者通過報告人類外顯子定義剪接體的高分辨率冷凍電鏡（cryo-EM）結構填補了一個重要的空白，這些結構包括四個連續狀態：兩個前B復合物（成熟和晚期）和兩個B復合物（早期和成熟）。發現晚期外顯子定義前B復合物挑戰了前B狀態的定義，并重新塑造了我們對脊椎動物中前B到B轉變的理解。外顯子定義狀態的兩個B復合物的結構揭示了剪接體在前催化階段的成熟過程。這些進展產生了一個關于外顯子定義與內含子定義剪接體組裝的機制模型，并揭示了經典剪接、反向剪接和外顯子跳躍的見解。