研究首次看清細胞加工器原子層面結構

2020-12-04 環球世界未解之謎

近期刊登在《科學》(Science)期刊上的一份研究，首次以細節到原子層面的清晰度，揭示了細胞分裂過程中關鍵基礎分子加工器的結構。這部分出現的缺陷導致人類的各種疾病，包括癌症。

組蛋白mRNA 3』末端加工器示意圖。

北卡羅來納大學醫學院(UNC School of Medicine)、哥倫比亞大學和洛克菲勒大學(Rockefeller University)共同完成的研究，使用低溫電子顯微鏡(cryo-EM)，第一次觀測到稱為「組蛋白mRNA 3』末端加工器」這一複雜的分子組合體的原子結構。

組蛋白是動植物細胞中都存在的一種以「串珠」式結構的蛋白質，周圍包裹著染色體內的DNA。組蛋白對DNA包裝的效率起到重要作用，並輔助調控基因的開關，確保維持所有細胞的正常功能。

所有蛋白的生成一般都是這樣一個過程：從一個基因開始，由轉錄RNA複製成為信使RNA(mRNA)後，移植到細胞內最後生成蛋白。

「組蛋白mRNA 3』末端加工器」負責在精確的位置將RNA剪切下來，並將其加工成為mRNA。

主要作者之一哥倫比亞大學生物學教授童亮(Liang Tong，音譯)說：「這是第一次為細胞內這個重要的加工機制提供原子層面的剖析，它是這個領域很多科學家都在期待了解的結構。」

研究發現，「組蛋白mRNA 3』末端加工器」像古時候一種雙耳瓦罐(amphora)的形狀，不過只有單邊耳柄。

北卡羅來納大學醫學院生物化學教授多明斯基(Zbigniew Dominski)形容，這次的成果就像「有人打開了一輛舊車的引擎蓋，終於能看到裡面引擎的組裝結構和工作過程，突然了解到以前想像不到的機械原理和功能細節」。

多明斯基驚嘆於這一加工器的準確性。「它檢測RNA片段的兩個元素，只有兩個元素同時存在的時候，這個加工器才露出刀鋒，也就是說，不存在隨機性，沒有意外，只在正確的位置下刀。這項研究完美地揭示了這個機制。」

研究者稱，這是多位實驗人員和分子生物學家近40年的研究成果，是分子生物學上的一項裡程碑。

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