首先看DNA開放揭示閱讀遺傳密碼的初始階段
科學(xué)家們已經(jīng)在“閱讀”基因的第一階段觀察了細(xì)胞的遺傳機(jī)制,為阻止細(xì)菌過程提供了一種潛在的方法。通過閱讀某些基因 - 一個(gè)稱為轉(zhuǎn)錄的過程 - 細(xì)胞可以產(chǎn)生和調(diào)節(jié)蛋白質(zhì),這些蛋白質(zhì)幾乎可以完成生命所需的所有功能。
在這項(xiàng)新的研究中,研究人員使用了一種稱為低溫電子顯微鏡的極其強(qiáng)大的技術(shù)來第一次在物理上看到這個(gè)過程是如何發(fā)生的。這些見解可以幫助研究人員利用新抗生素靶向細(xì)菌轉(zhuǎn)錄的這一階段。
DNA由兩條鏈組成,它們通常以扭曲的螺旋結(jié)構(gòu)連接在一起。這些股線被幾個(gè)“熔化”它的專業(yè)分子拉開 - 阻止股線像往常一樣重新組合在一起。轉(zhuǎn)錄中的這一步驟通常很快發(fā)生,在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生了很多變化,這意味著以前無法詳細(xì)跟蹤。
在今天發(fā)表在Molecular Cell上的研究中,由倫敦帝國理工學(xué)院的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的研究小組觀察了DNA開放的實(shí)際應(yīng)用。
由于DNA的轉(zhuǎn)錄對于細(xì)胞的功能至關(guān)重要,因此團(tuán)隊(duì)認(rèn)為了解它在細(xì)菌中的運(yùn)作方式可能會阻礙這一過程,從而可能會阻止有害感染的發(fā)生。
阻止細(xì)菌的新方法
來自帝國醫(yī)學(xué)系的首席研究員張曉東教授說:“細(xì)菌對抗生素的耐藥性越來越強(qiáng),因此我們對轉(zhuǎn)錄第一階段的見解為阻止細(xì)菌提供了新的思路。
“了解基礎(chǔ)機(jī)械如何工作有希望為我們提供開發(fā)新型抗生素的額外工具。當(dāng)我們研究轉(zhuǎn)錄過程中的更多步驟時(shí),我們可能會發(fā)現(xiàn)更多的階段,我們可以干預(yù)和攻擊有害細(xì)菌。”
轉(zhuǎn)錄過程發(fā)生在所有生物中,并在許多細(xì)胞過程中起著至關(guān)重要的作用,包括與癌癥等疾病相關(guān)的過程。因此,新的見解可能適用于所有生物和疾病過程。
激活轉(zhuǎn)錄
特別是,研究小組研究了一種名為sigma54的蛋白質(zhì)的作用,該蛋白質(zhì)控制著廣泛的細(xì)菌防御,將它們保持在需要使用之前。如果藥物可以設(shè)計(jì)成干擾這一步驟,并保留sigma54阻止防御的能力,它們可能使細(xì)菌更容易受到攻擊。
Sigma54在被改變sigma54形狀的蛋白質(zhì)激活后釋放細(xì)菌防御。'激活劑'蛋白與sigma54一起形成蛋白楔,驅(qū)使兩條DNA鏈分開。然后讀取細(xì)菌防御基因并開始行動(dòng)。
研究人員能夠詳細(xì)觀察這個(gè)轉(zhuǎn)錄過程,為他們提供新的見解,讓他們了解如何使用sigma54來抑制細(xì)菌的防御。
研究報(bào)告的共同作者,帝國生命科學(xué)系的Martin Buck教授說:“DNA含有遺傳信息,轉(zhuǎn)化為能夠?qū)崿F(xiàn)所有細(xì)胞功能的蛋白質(zhì)。轉(zhuǎn)錄是獲取信息的第一步。
“它支持生物體內(nèi)的所有環(huán)境適應(yīng) - 它是細(xì)胞如何處理其不斷變化的環(huán)境甚至變得異常,例如在癌細(xì)胞中。因此,我們的工作可能對一系列生物過程產(chǎn)生影響。”
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