冷凍電鏡技術揭開重要蛋白原子結構

2020-12-04 人民網

原標題：冷凍電鏡技術揭開重要蛋白原子結構

　　據物理學家組織網30日報導，英國科學家利用2017年諾貝爾化學獎重要成果——冷凍電鏡技術，攻克了與基因表達有關的一種重要蛋白的結構難題。發表在最新一期《科學》雜誌上的相關論文稱，蛋白結構顯示，流感病毒可與該蛋白中特定位點結合，摧毀細胞的基因表達能力，為深入研究流感、癌症等疾病打開了一扇大門。

　　這種重要蛋白名叫剪切與多聚腺苷酸化特異因子（CPF），是一種由多個亞單位組成的複合酶。基因表達是將DNA編碼的指令轉換成蛋白質的過程，由許多重要步驟參與完成，包括酶複製基因並生成信使RNA，信使RNA從細胞核移動到細胞質，細胞質裡的細胞器根據信使RNA的指令組裝蛋白等。而CPF酶是基因表達必不可少的參與者，它會形成長鏈腺苷分子，為每個信使RNA末端加一條「聚腺苷尾巴」。這條尾巴的長短與信使RNA如何運出細胞核、在細胞內何時出現、轉錄成蛋白質的頻次等都有重要關聯。

　　數十年來，認識健康細胞內CPF的結構和功能，以及如何其摺疊組裝，成為基因表達領域面臨的中心難題，科學家們對這一基礎性蛋白束手無策。直到冷凍電鏡技術的出現，這一革命化工具賦予了科學家們揭開大型複合蛋白天然結構之謎的「超能力」。

　　英國醫學研究理事會分子生物學實驗室科學家拉瑞·帕斯莫爾帶領其同事，利用冷凍電鏡技術，成功建立起CPF蛋白的原子結構模型，首次揭開這一重要蛋白的三個亞結構單位。他們還識別出CPF蛋白上的一個特定位點，病毒蛋白能優先佔據這一位點，讓CPF蛋白不能與信使RNA結合，從而阻斷細胞內的基因表達過程。

　　帕斯莫爾表示，CPF蛋白的原子結構模型，除了能幫助他們研究這一重要蛋白在健康細胞中的作用機理，還為病毒感染、癌症等疾病研究打開了新的大門，通過研究這條「聚腺苷尾巴」，能找到新的病因和療法。

　　總編輯圈點

　　科學圈有一種流行的看法，覺得技術開發不如科學研究高檔。實際上，科學和技術本沒有那麼界限分明，好的科學或技術本質都是創新。冷凍電鏡技術一出現，很多曾經神秘的微生物真相，都會大白於天下，怪不得它能毫無爭議地拿到諾獎。發明者的一小步，人類的一大步。願此類為科學家鋪路搭橋的法寶級發明再多一些。

(責編：張歌、熊旭)

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