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海德堡 EMBL 本质室的 Duss 小组哄骗单分子多色荧显豁微镜拍摄了一部影片，影片显现了细菌 RNA 团聚酶（标有粉红色球体）和核糖体（标有绿色球体）在吞并个 mRNA 分子（球体之间的白线）上的互相作用。 图片开首：Isabel Romero Calvo/ EMBL
在所有生物体中，DNA包含界说细胞结构和功能的代码。 一种名为RNA团聚酶的酶能破译这种代码，并将其退换为 RNA，一种与 DNA 相等相似的分子。 这种将人命代码从 DNA 转为 RNA 的经过称为转录。 接下来，一种名为"核糖体"的分子机器哄骗 RNA 中编码的信息来构建卵白质--这种分子能理解细胞的大部分基本功能。 这个经过被称为翻译。
国产自拍偷拍在线视频这段视频回来了咱们目下是怎样了解转录和翻译是如安在物理和功能上互相耦合的。 哄骗多色单分子荧显豁微镜，咱们同期追踪了转录和翻译的伸长以及 RNA 团聚酶和核糖体之间的耦合。 咱们看到单个核糖体与 RNA 团聚酶碰撞后怎样减慢，以及它们怎样通过长程物理耦合激活 RNA 团聚酶。 图片开首：EMBL
"在细菌细胞中，转录和翻译是在吞并个细胞区进行的，"海德堡 EMBL 小组组长、新商讨的资深作家 Olivier Duss 证明说。"在东谈主类细胞中，转录是在细胞核中进行的，细胞核是储存DNA的场所，与细胞的其他部分由一层膜离隔。 然后，转录的 RNA 被转运到细胞核外，翻译成卵白质，这透彻是在细胞质（细胞核周围的细胞区）中进行的。 细菌细胞的细胞结构要省略得多，况且莫得细胞核，因此转录和翻译不仅不错在吞并地点同期进行。"
科学家夙昔曾将转录和翻译花样为单照旧过，但对二者怎样互相作用却不甚了解。 部分原因是这些商讨依赖于冷冻电子显微镜等本事，而冷冻电子显微镜需要冷冻样本，因此只可提供经过的快照。
捕捉分子互相作用的先进器具
杜斯商讨小组哄骗单分子本事、结构生物学和生示寂学来了解参与紧迫细胞功能的大型分子机器是怎样互投合作的。
为了商讨翻译和转录是怎样协同责任的，由商讨科学家努斯拉特-库雷希（Nusrat Qureshi）共同迷惑的商讨小组东谈主工再造了这些经过所需的细胞环境。 这么，他们就不错哄骗一种叫作念单分子多色荧显豁微镜的本事，密切追踪核糖体和RNA团聚酶每次一双互相作用的动态。
省略地说，这种本事的责任旨趣是用袖珍化学物资记号 RNA 团聚酶和核糖体，这些化学物资就像接近传感器相同。 当这两种分子互相作用时，它们就会发出荧显豁微镜不错捕捉到的信号。 当它们住手互相作用时，信号就会隐没。
借此，科学家们捕捉到了 RNA 团聚酶和核糖体之间几分钟的动态互相作用。 他们有史以来第一次不错通过显微镜同期不雅察转录和翻译的经过。
"咱们终于不错不雅察所有这个词经过了，我感到相等兴盛，"杜斯说。"咱们不错将这些快照付诸举止，这让咱们更好地了解这两个机器是怎样合作的。 把这一切放在全部，咱们就能运行看到新出现的步履，而这些步履是无法以其他形式瞻望的。"
科学家们发现的其中一种新兴步履是，RNA团聚酶和核糖体即使相隔很远，也能通过一段稀薄长的环状RNA进行调换。
在这种情况下，这两台分子机器就像一双被长绳拴住的登山者。 绳索松到足以贵重互相碰撞，但又紧到足以让每个登山者在需要时匡助对方。
商讨小组还不雅察到，当翻译同期进行时，转录的成果更高。 换句话说，当一个活跃的 RNA 团聚酶在吞并个 RNA 分子上随着一个正在进行的核糖体时，其坐褥率就会更高。
"大约不雅察到这些经过是怎样协同责任的，是一件相等奥密的事情。 任安在团队中责任的东谈主齐知谈相助的紧迫性，"杜斯说。"要是每个东谈主齐思单打独斗，成果就会大大裁汰。 细胞的分子机器似乎也知谈这小数。"
抗拒生素开辟的影响
天然这项商讨的重心是东谈主工配置中的孤单分子，但杜斯商讨小组当今正准备将他们对这照旧过的相识推广到活细胞中。 算作最近取得的欧洲共同体商讨理事会概括伙助金的一部分，他们还计较在商讨中加入更多的细胞经过，以了解"攀爬"谐和是否不单是波及两个伙伴。
在抗生素耐药性成为紧迫健康问题的今天，揭示细菌的基本细胞机制是怎样责任的，为开辟抗拒细菌病原体的新顺次铺平了谈路。 商讨东谈主员有可能高出圭臬抗生素，通过合作针对两个细胞机器而不是只是针对一个细胞机器来贵重抗药性问题。
"这项责任是一个很好的例子，从更广的角度阐述了基础商讨的紧迫性，"杜斯说。"基础商讨有助于咱们了解生物学是怎样责任的，然后退换为新的发现，如新式药物、先进的调整顺次和更好的契机"。
这项新商讨发表在《天然》杂志上。
编译自/ScitechDaily
DOI: 10.1038/s41586-024-08308-w亚洲幼女