EMBL 科學家采用創(chuàng)新方法發(fā)現了分子機器之間的關鍵相互作用，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。現在想象一下，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都包含定義細胞結構和功能的代碼。一種名為RNA聚合酶的酶會破譯該代碼并將其轉化為 RNA，一種與 DNA 非常相似的分子。生命代碼從 DNA 轉移到 RNA 的過程稱為轉錄。接下來，一種名為“核糖體”的分子機器利用 RNA 中編碼的信息來構建蛋白質——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。
視頻總結了我們目前對轉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，以及它們如何通過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。轉錄的 RNA 隨后被運送到細胞核外，翻譯成蛋白質，這個過程只發(fā)生在細胞質中——細胞核周圍的細胞區(qū)室。細菌細胞的細胞結構要簡單得多，沒有細胞核，因此轉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，這些技術需要冷凍樣本，因此只能提供該過程的快照。
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