來(lái)自哥倫比亞大學(xué)，洛克菲勒大學(xué)等處的科學(xué)家們揭示了細(xì)胞中最基本，最重要的分子機(jī)器之一的內(nèi)部工作原理。這一發(fā)現(xiàn)公布在Science雜志上。

研究人員通過(guò)生化實(shí)驗(yàn)和低溫電子顯微鏡（cryo-EM）確定了稱為組蛋白mRNA3'末端加工機(jī)器的復(fù)雜組裝體的原子結(jié)構(gòu)。該機(jī)器在細(xì)胞基因組的正?；顒?dòng)和復(fù)制中起著基本作用，當(dāng)它出現(xiàn)缺陷時(shí)，可能導(dǎo)致人類疾病，包括癌癥。

組蛋白存在于所有動(dòng)植物中，它們形成“串珠”結(jié)構(gòu)，其中染色體中的DNA包裹在組蛋白珠的周圍。組蛋白可幫助有效包裝DNA，并幫助調(diào)節(jié)哪些基因能“打開(kāi)”和哪些基因要“關(guān)閉”，這是所有細(xì)胞正常運(yùn)行所必需的過(guò)程。

組蛋白mRNA 3'末端加工機(jī)器負(fù)責(zé)在正確的位置切割從組蛋白基因復(fù)制并編碼相應(yīng)組蛋白的mRNA轉(zhuǎn)錄本。該機(jī)器在細(xì)胞產(chǎn)生組蛋白中起著至關(guān)重要的作用，每當(dāng)細(xì)胞分裂并必須復(fù)制其DNA時(shí)，組蛋白就會(huì)大量發(fā)生。研究人員說(shuō)，其結(jié)構(gòu)顯示了該機(jī)器僅在結(jié)合組蛋白mRNA后才被激活，從而阻止了其他RNA的裂解。

“這一結(jié)構(gòu)為細(xì)胞的關(guān)鍵過(guò)程理解提供了第一個(gè)原子水平的解析，很好地解釋了有關(guān)該機(jī)制的大量知識(shí)，”文章通訊作者，哥倫比亞大學(xué)Liang Tong博士說(shuō)，“該結(jié)構(gòu)一直是本領(lǐng)域科學(xué)家們期待了解的，而且這一結(jié)構(gòu)完美的酒瓶形狀具有意想不到的優(yōu)勢(shì)。該結(jié)構(gòu)還提供了對(duì)其他RNA 3'末端加工機(jī)器的寶貴見(jiàn)解，因?yàn)樗鼈兣c組蛋白共享關(guān)鍵成分。”

Tong的最新研究表明顯示的是一種非活動(dòng)狀態(tài)。因此，現(xiàn)在，科學(xué)家可以進(jìn)一步了解這一機(jī)器的啟動(dòng)方式了。

Tong補(bǔ)充說(shuō)：“這種結(jié)構(gòu)是新的冷凍電磁技術(shù)強(qiáng)大功能的又一佐證。”

該復(fù)合物結(jié)構(gòu)的解析是分子生物學(xué)一個(gè)里程碑式的成就，是許多實(shí)驗(yàn)室和分子生物學(xué)家近40年研究的結(jié)晶。

論文另一作者William Marzluff博士說(shuō)：“我從1974年在佛羅里達(dá)州立大學(xué)擔(dān)任助理教授時(shí)就開(kāi)始研究組蛋白mRNA及其調(diào)控方式。這無(wú)疑是迄今為止我們?cè)谶@一領(lǐng)域中做出的最重要的貢獻(xiàn)。”

“很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，我們一直在研究這種分子機(jī)器的不同部件，但現(xiàn)在第一次我們知道所有部件如何組裝在一起，如何協(xié)同工作，”生物化學(xué)與生物物理系教授Zbigniew Dominski博士說(shuō)， “這就像有人打開(kāi)了一輛舊車的引擎蓋一樣，最終可以看到整個(gè)引擎的外觀和工作原理，突然了解到意外的機(jī)械和功能細(xì)節(jié)。”