EMBL 科學家采用創(chuàng)新方法發(fā)現(xiàn)了分子機器之間的關(guān)鍵相互作用，可能為藥物開發(fā)開辟新的途徑。
為之夜挑選總是一場戰(zhàn)斗?，F(xiàn)在想象一下，如果你能挑選一部，讓你了解一些維持我們生命的最基本的生物過程。有史以來第一次，研究人員拍攝了實時分子，展示了兩種重要的細胞過程——轉(zhuǎn)錄和翻譯——在細菌中是如何相互作用的。
在所有生物體中，DNA都包含定義細胞結(jié)構(gòu)和功能的代碼。一種名為RNA聚合酶的酶會破譯該代碼并將其轉(zhuǎn)化為 RNA，一種與 DNA 非常相似的分子。生命代碼從 DNA 轉(zhuǎn)移到 RNA 的過程稱為轉(zhuǎn)錄。接下來，一種名為“核糖體”的分子機器利用 RNA 中編碼的信息來構(gòu)建蛋白質(zhì)——這些分子執(zhí)行我們細胞的大部分基本功能。這個過程稱為翻譯。
視頻總結(jié)了我們目前對轉(zhuǎn)錄和翻譯如何在物理和功能上相互耦合的理解。利用多色單分子熒光顯微鏡，我們同時追蹤了轉(zhuǎn)錄和翻譯的延伸以及 RNA 聚合酶和核糖體之間的耦合。我們看到單個核糖體在與 RNA 聚合酶碰撞時如何減速，以及它們?nèi)绾瓮ㄟ^長距離物理耦合激活 RNA 聚合酶。圖片來源：EMBL
“在細菌細胞中，轉(zhuǎn)錄和翻譯在同一個細胞區(qū)室中進行，”海德堡歐洲分子生物學實驗室組長、新研究的資深作者 Olivier Duss 解釋道。“在人類細胞中，轉(zhuǎn)錄位于細胞核中——DNA 儲存的區(qū)室，通過膜與細胞的其余部分隔開。轉(zhuǎn)錄的 RNA 隨后被運送到細胞核外，翻譯成蛋白質(zhì)，這個過程只發(fā)生在細胞質(zhì)中——細胞核周圍的細胞區(qū)室。細菌細胞的細胞結(jié)構(gòu)要簡單得多，沒有細胞核，因此轉(zhuǎn)錄和翻譯不僅可以在同一位置發(fā)生，而且可以同時發(fā)生。”
科學家此前將轉(zhuǎn)錄和翻譯描述為單一過程，但兩者如何相互作用尚不清楚。部分原因是此類研究依賴于低溫電子顯微鏡等技術(shù)，這些技術(shù)需要冷凍樣本，因此只能提供該過程的快照。
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