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  《Nature》最新封面:冷冻电镜初窥RNA转录,或助力癌症防治

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wcl434469903 发表于 2018-2-1 12:37:21 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  据118日,BBC news消息,最新一期《Nature》的封面文章聚焦于RNA聚合酶III(Pol III)。来自英国与德国的两支团队,通过两篇论文分别介绍了他们使用诺贝尔奖的冷冻电镜技术,看到了Pol III 启动转录过程的详细结构基础,这些发现或许对于生物基础研究,或许对于癌症新药研发,都意义重大。
  这种被称作RNA聚合酶III(RNA polymerase III, Pol III)的酶存在于所有动物和植物的大多数细胞中。过去我们知道了,它对蛋白产生和细胞生长是必不可少的,它负责转录所有的 tRNA,以及 5S 核糖体 RNA,对细胞的正常生理功能尤为重要。然而,它具体的运作机制,却一直没有得到详尽的说明。
  在第一篇论文里,我们看到,来自英国癌症研究所的科学家们将纯化后的Pol III浸入水中,然后迅速将其冷冻,之后使用电子束从多个角度拍摄图像,并将这些图像构建成详细的3D图像。
  这看起来容易,其实是一项非常困难的工作。科学家们在这项研究中将Pol III复合体结合DNA、分离DNA、阅读DNA的模样冷冻下来,拍了近100万张照片,然后用计算机将类似的照片分组以增强它们的细节,从而得到这一分子机器工作时的模样。
  
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  英国癌症研究所的结构生物学负责人,也是第一项研究通讯作者Alessandro Vannini博士将发现发表在了《Nature》上,同时表示,想要一下子获得这种复杂的结构是不可能的,我们只能慢慢得到其中的一笔一画,然后过一段时间才能慢慢拼凑并看到大画面,如果用艺术来比拟,这一定就是梵高了!”
  在第二篇论文里,德国海德堡的欧洲分子生物学实验室(European Molecular Biology LaboratoryEMBL)也用冷冻电镜,解析了 Pol III TFIIIB 组成的起始前复合体结构。
  他们解析的结构包括 DNA 双螺旋尚未打开、已打开、以及开始转录的多个阶段,并发现 TFIIIB DNA 启动子有着多价的结合。此外,他们也发现,TFIIIB Pol III C37 亚基能激活起始前复合体内在类似于转录因子的活性,让双链 DNA 开始分离,方便转录的进行。
  在两篇论文中,我们可以看到,两批科学家们从拓扑学和运作机制上都看到了,Pol III 的复合体结构与 Pol II 的复合体结构很类似,从某种程度上,这也让我们看到了基因转录起始的机制。
  这项研究,对于癌症治疗有什么影响?来自英国的科学家曾在生物学期刊Molecular and Cellular Biology在线发表了他们关于RNA聚合酶III调控巨噬细胞功能的最新研究进展。科学家们有证据证明了,RNA聚合酶III对巨噬细胞功能的重要调控作用,证明RNA聚合酶III可能对于恶性肿瘤细胞相关的免疫反应具有重要影响。
  在曾经的论文中,我们还看到,在许多癌细胞中,Pol III 的活性会失去调控,出现过分活跃,这种活跃会方便细胞进行增长和增殖。如果能找到 Pol III 系统的关键,筛选出能限制 Pol III 过度活跃的分子,将造福人类。
  对于此项研究的意义所在,Alessandro Vannini博士还谈到:我们现在知道这一重要分子机制里,不同的成员如何相互配合。我们有望能设计药物,开启或关闭这个系统,这很可能为癌症的治疗带来全新思路。本博积极关注医学新闻医学资讯及各类医学研究进展。
                                                         本文来源:搜狐健康网
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