国家生物科学中心 信用:CC0公共领域 “真正的探索之旅不在于寻找新的风景,而在于拥有新的眼睛
" 科学家会为这种说法担保,因为如果我们从不同的角度思考问题,科学研究有提供偶然发现的习惯
在NCBS的阿拉蒂·拉梅什实验室,这个团队喜欢窥探核糖核酸的结构和序列;将生物体的遗传密码解密成蛋白质信息的分子)
在一个这样的例子中,Arati实验室的研究生正在观察一个镍和钴(NiCo RNAs)的家族,他们感应到了具有三叶草叶子状结构的细菌RNAs
在筛选这个数据集的时候,他们注意到了一组保留了整体立体式结构但有细微差别的核糖核酸
在追踪这些“变异体”时,他们意识到“NiCo样RNAs”实际上锚定在基因组草皮中,这些草皮足够接近来调节铁相关酶和转运蛋白
这些NiCo看起来像金属调节剂吗?可能是铁(Fe2+)的? 为了搞清楚这一点,研究小组将类NicO RNA和Fe2+保存在两个分开的笼子里,笼子被一层只允许Fe2+透过的膜隔开
实验结果显示,毫无疑问,这些核糖核酸引诱Fe2+向他们的房间
他们的猜测被证明是正确的,因此发现了Sense-Sense铁的简称
在他们最近的研究中,研究人员描述了唤醒,他们表明,在铁的存在下,它的作用就像一个核糖开关
一旦与铁结合,它会经历一个结构上的变化来刺激邻近的铁相关基因的蛋白质合成
那么,铁感应RNA有什么迷人之处呢? 这个答案有两个部分
首先,铁对于许多细胞过程是必不可少的,并且经常伴随着细胞中的化学反应
如果铁浓度失衡,它会达到有毒水平,并困扰细胞
因此,细胞能够感知铁是很重要的吗
“特别是,致病细菌需要有感知铁的能力,这样它们才能对富含血红素的宿主组织保持警惕,”第一作者西拉迪亚解释道
其次,蛋白质是铁感应的先驱
然而众所周知,核糖核酸的作用就像一堆煤中的余烬——等待转化成氨基酸串
尽管在过去的几十年里,这个定义发生了翻天覆地的变化,但发现像核糖核酸这样微妙而短暂的生物分子可以检测铁,这是一个新发现
阿拉蒂说:“这一发现使核糖核酸成为感知铁等重要细胞代谢物的焦点。”
事实上,她进一步解释说,正是采用复杂折叠和结构的能力赋予了核糖核酸与从维生素到金属的大量分子相互作用的灵活性
现在,这样的发现需要高度的审查
因此,为了检查唤醒是否真的是铁的真实传感器,研究小组测试了核糖核酸是否能够在其他分子的洪流中结合铁
名副其实,唤醒是一个大师
不管混合物中存在什么金属离子,唤醒都不妥协,总是选择结合Fe2+,使其成为迄今为止发现的最精细和最强的金属调节核糖核酸之一
当时的问题是——唤醒束缚铁会发生什么?在结构的尺度上,铁结合的核糖核酸自我转化,并采取有利于蛋白质翻译的“姿势”
事实上,它打开了它的结构,使得存在于基因组附近的铁相关基因可以转化为蛋白质
有了这些信息,研究人员就变成了狡猾的工程师
他们调整了核糖核酸的序列,并确定了三叶草状结构中可能结合铁的部分
然后,他们更进一步,对核糖核酸序列做了一个小小的改变,将核糖核酸的能力从检测铁转移到现在检测镍和钴
阿拉蒂解释说:“我们展示的这种铁传感纳米工程有望为设计铁生物传感器奠定基础,这种传感器可以用于细菌生物学和生物医学。”
这个故事既是关于偶然发现的发现,也是关于这个发现教会了我们什么——核糖核酸的多功能性,核糖核酸脆弱结构背后不屈不挠的特异性,以及它感知像铁一样基本的东西的能力
有什么比称之为老师更好的方式来纪念它?
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