西北大学 前基因的发夹环
突出显示的是核碱基(绿色)和核糖磷酸骨架(蓝色)
请注意，这是一条自我折叠的单链核糖核酸
信用:沃斯曼/维基百科 西北大学领导的一项新研究揭开了核糖核酸分子如何折叠自己以适应细胞并执行特定功能的秘密
这些发现可能会打破理解和开发核糖核酸相关疾病治疗方法的障碍，包括脊髓性肌萎缩症，甚至可能是新型冠状病毒
“核糖核酸折叠是一个动态过程，是生命的基础，”西北大学的朱利叶斯·B说
领导这项研究的卢克
“核糖核酸是诊断和治疗设计中非常重要的一部分
我们对核糖核酸折叠和复杂性了解得越多，我们就能更好地设计治疗方案
" 利用核糖核酸折叠实验的数据，研究人员制作了第一部数据驱动的电影，展示了细胞机器制造核糖核酸时是如何折叠的
通过观察他们的折叠视频，研究人员发现，核糖核酸经常以令人惊讶的，也许是非直觉的方式折叠，比如将其自身打结——然后立即解开以达到其最终结构
“折叠每秒钟在你体内发生10万亿次以上，”卢克说
“每当一个基因在细胞中表达时，都会发生这种情况，但我们对此知之甚少
我们的电影让我们终于第一次看到折叠的发生
" 这项研究将于明年1月发表
15发表在《分子细胞》杂志上
新视频显示核糖核酸折叠是由细胞机器制造的
从实验室的核糖核酸实验中收集的数据被输入到计算机模型中，以生成折叠过程的精确视频
学分:朱利叶斯·吕克斯/西北大学 卢克是西北大学麦考密克工程学院化学和生物工程的副教授，也是西北大学合成生物学中心的成员
他和奥尔巴尼大学化学副教授艾伦·陈共同领导了这项研究
虽然核糖核酸折叠的视频确实存在，但生成它们的计算机模型充满了近似值和假设
卢克的团队开发了一个技术平台，可以在制造核糖核酸的过程中捕捉关于核糖核酸折叠的数据
他的团队然后使用计算工具来挖掘和组织数据，揭示核糖核酸折叠的点和折叠后发生的事情
安吉拉·于是卢克的前学生，她将这些数据输入电脑模型，生成折叠过程的精确视频
新视频显示核糖核酸折叠是由细胞机器制造的
从实验室的核糖核酸实验中收集的数据被输入到计算机模型中，以生成折叠过程的精确视频
学分:朱利叶斯·吕克斯/西北大学 “我们给算法的信息有助于计算机模型自我修正，”卢克说
“该模型进行了与数据一致的精确模拟
" 卢克和他的合作者使用这种策略来模拟一种叫做SRP的核糖核酸的折叠，这是一种在所有生命王国中都存在的古老核糖核酸
该分子以其标志性的发夹形状而闻名
在观看视频时，研究人员发现这种分子会把自己绑成一个结，并很快解开
然后它突然翻转成正确的发夹状结构，使用一种优雅的折叠路径，称为托住介导的链置换
“据我们所知，这在自然界中从未见过，”卢克说
“我们认为，核糖核酸已经进化到从结中自我解开，因为如果结持续存在，它会使核糖核酸失去功能
这个结构对生命来说是如此重要，以至于它必须进化来找到一种方法来摆脱这个结
"
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