卧龙岗大学龙奔 卧龙岗大学低温电子显微镜实验室的戈汗·托伦博士
信用:保罗·琼斯，UOW 来自澳大利亚、捷克共和国和一个德国/美国/芬兰财团的三个国际研究小组使用世界上最强大的显微镜，发现了一种独特的分子机制，可以让病原菌保持高效的基因表达
新的见解发表在领先的科学杂志《自然通讯》的连续文章中
在我们的细胞内运行的一种微小的机器，使所有的生物保持生命，叫做核糖核酸聚合酶(RNAP)
RNAP读取我们的脱氧核糖核酸中的遗传密码，并将其转录成另一种叫做核糖核酸的分子，这种分子执行其他重要功能，例如产生维持我们生存的蛋白质
RNAP偶尔会在将脱氧核糖核酸转录成核糖核酸的过程中“卡住”
这就产生了两个问题:首先，那个特殊的RNAP失去了作用，但更重要的是，如果发生了脱氧核糖核酸复制，而脱氧核糖核酸复制机器碰到了这样一个卡住的RNAP，它可能会导致各种各样的问题，最终可能导致细胞死亡
使用低温电子显微镜(Cryo-EM)，一种能够以高分辨率解析大分子复合物的三维结构的强大方法，研究人员能够看到一些细菌是如何解决这个基本问题的
澳大利亚团队，由Dr
来自伍伦贡大学的戈汗·托伦和来自纽卡斯尔大学的彼得·路易斯教授研究了来自一种重要的模型细菌——枯草芽孢杆菌的RNAP混合菌，它与危险的人类病原体如炭疽杆菌(炭疽)和艰难梭菌(致命的伪膜性结肠炎和腹泻)密切相关
“在我们与这种致命细菌的斗争中，结构生物学是我们拥有的最强有力的武器之一，”博士说
托伦说
“一旦我们看到这些生物纳米机器的结构，我们就能更好地理解它们是如何工作的——结构决定功能！了解这些重要的生物过程是如何工作的，然后就可以设计出干扰它们的方法
“这意味着我们可以利用我们确定的分子结构来开发药物，这些药物可以与这些重要的分子机器结合并抑制它们的功能，从而导致细菌细胞的死亡
最终，它允许我们开发目前尚不存在的新疗法！ 图1
HelD介导的RNA聚合酶再循环机制
学分:彼得·刘易斯，纽卡斯尔大学
(图片来自pngimg
com/download/63455)
“我们采用结构生物学的方法来回答这个问题:‘holded是如何工作的？’我们发现蛋白质分子HelD从DNA中去除了粘着的RNAP
这既拯救和回收了RNAP，让它继续做它的工作，但也消除了否则将是脱氧核糖核酸复制机制的路障
" 刘易斯教授将海德移除卡住的RNAP的过程描述为一种“戏剧性的强力方法”
' “这种细菌利用一种叫做HelD的分子，这种分子有强大的‘手臂’可以深入到RNA聚合酶中
霍尔德用这些手臂将酶撬开，将所有结合的核酸扫走，让人想起肌肉发达的漫画英雄，”刘易斯教授说
澳大利亚团队的论文是UOW研究人员在UOW耗资8000万美元的新分子地平线低温电磁设备上发表的第一篇具有重大贡献的高影响力论文
本文报道的RNAP大分子配合物的高分辨冷冻电子显微镜结构都在UOW得到了确定
“我们在UOW有一个世界级的低温电磁设备，可以让我们拍摄单个分子机器的高分辨率照片，”Dr
托伦说
“这些图像很像你拍x光片时的样子，但它们是微型生物机器，而不是你的身体
然后，我们使用超级计算机来处理这些图像，以重建这些组件的三维原子结构
" 在《自然通讯》上发表的其他论文中，由利博尔·克拉斯纳和扬·多赫纳莱克(捷克科学院)领导的捷克联盟在分枝杆菌中发现了相同机制的变体，分枝杆菌是结核病和其他毁灭性疾病的病原体
由来自德国、美国
S
和芬兰，由马库斯·瓦尔(柏林自由大学)领导，阐明了RNAP的一种特殊的辅助成分如何帮助其在某些细菌中的作用
这些研究人员还提供了证据，证明在低能量供应的条件下，HelD也可以帮助包装非活性形式的RNA聚合酶
这些发现揭示了对病原菌的有效生长以及它们通过进入休眠状态来逃避免疫系统的能力非常重要的分子机制
因此，他们指出了潜在的新途径，可以通过干扰HelD介导的RNAP循环或冬眠来帮助对抗这些病原体
这三个出版物合在一起揭示了一个以前未知的机制，RNAP救援和回收这些细菌，导致开发新的治疗方法来对付它们
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
