Science解读!迷信家提醒担任细胞中基因表白的特别复合体的3D构造!

2021年3月23日 讯 /100医药网BIOON/ --近日，一篇颁发在国内杂志Science上题为“Structure of the human Mediator-bound transcription pre-initiation complex”的研讨申报中，来自美国东南年夜学等机构的迷信家们通过研讨初次在人类细胞外部察看到了担任调理基因表白的多个亚单元机械。

研讨者表现，称之为Med-PIC（介导子所联合的转录前肇端复合物，Mediator-bound pre-initiation complex）的复合体是决议哪些基因被激活以及哪些基因被克制的症结决议子，介导子有助于将复合体的别的部门（RNA聚合酶II和普通的转录因子）定位在细胞想要转录的基因肇端地位。随后研讨职员使用高温电镜技术（cryo-EM）以高分辩率对这种复合体进行可视化阐发，这就可能帮忙更深化地舆解这种复合体发扬作用的分子机制，因为这种复合体在多种人类疾病产生进程中饰演症结脚色，是以懂得其构造构成关于开辟无效医治这些疾病的疗法至关紧张，这些疾病包含癌症、神经变性疾病、HIV和代谢性疾病等。

图片起源：Northwestern University

研讨者Yuan He表现，在基因表白的配景下，这种“机械”关于当代分子生物学的每一个分支都长短常根本的，以3D方式可视化其构造或能帮忙咱们答复根本的生物学识题，比方DNA是若何转录为RNA的。对其构造进行察看或能帮忙研讨者懂得其任务的机制，这就如同拆开一个一般的家用电器一样，看看一切器械是若何组合在一路的，如今研讨职员可能懂得复合体中的卵白质是若何联合在一路并发扬功效的。这项研讨中，研讨职员初次以3D的方式察看到了人类细胞中的介导子（Mediator）复合体的构造。

有名的生归天学家Roger Kornberg于1990年发现了酵母中的介导子复合体，随后于2006年得到了诺尔贝化学奖，但介导子包括了令人生畏的26个亚单元，其与启动复合体联合后共有56个，研讨职员直到当初才得到了人类版本的高分辩率图像。Roger Kornberg表现，这是一个在技术上相称具备挑战性的研讨名目，这些复合体十分稀缺，其必要破费数百升的细胞能力够得到少量卵白复合体。

这项研讨中，当研讨者He及其共事将样本置于单层氧化石墨烯上时，发现了意想不到的成果，基于这种撑持，石墨烯片就能将成像所需的样品量降到最低，而与使用的典型撑持物—无定形碳相比，石墨烯或能支持更高分辩率成像的信噪比。当筹备好样本后，研讨职员使用冷冻电镜技术来确定卵白质的3D形态，这些卵白质通常环境下要比人类头发的宽度小数千倍，该技术的原理便是通过在一个疾速冷冻的样本上发射一束电子来拍摄多张二维图像。这项研讨中，研讨职员捕捉了数十万张Med-PIC复合体的图像，随后他们应用盘算机办法来重修了其3D图像。

研讨者Talyzina解释道，解决这个简单成绩就如同组装一个拼图一样，此中一些亚单元曾经能从其它试验中得悉，但咱们并不分明这些碎片是若何组装在一路或互相作用的，有了这一终极的构造，咱们终于可能察看到这个完全的复合体并相识其是若何进行组装的了。由此所发生的图像显示，Med-PIC复合体的是一个扁平细长的构造，其长度为45纳米，此外研讨职员还诧异地发现，介导子绝对于复合体的其它部门会挪动，其会在一个搭钮点处于RNA聚合酶II联合。介导子就如同钟摆一样，下一步研讨职员还将持续深化研讨懂得这种机动性象征着什么，研讨者以为这或者会对复合体内症结酶类的活性发生紧张的影响效应。（100医药网100yiyao.com）

参考材料：

【1】R. Abdella，A. Talyzina，S. Chen， et al. ， Science 11 Mar 2021：eabg3074 doi：10.1126/science.abg3074

【2】

by Amanda Morris， Northwestern University