生物学教科书错了？新研究揭示了关键蜂窝过程背后的秘密

首次，研究人员描述了rho蛋白是如何真正停止基因表达的。

新的研究已经确定并描述了一个蜂窝过程，尽管教科书所说，但直到现在，仍然难以忽视科学家们直到现在 - 依据如何开始遗传物质，一旦开始，就会正确地关闭。

该发现涉及生命至关重要的关键过程：基因表达的转录阶段，使细胞能够生活和完成工作。

在转录期间，使用一种股线将一种称为RNA聚合酶的酶包裹在DNA的双螺旋围绕DNA，以匹配核苷酸以制备遗传物质的副本 - 导致在转录完成时破裂的新合成的RNA。该RNA能够产生蛋白质，这对所有生命至关重要，并且在细胞内进行大部分工作。

就像任何一致的消息一样，RNA需要在正确的地方开始和停止进行意义。由于其停止或终止，转录，叫做rho的细菌蛋白。在每个教科书中，rho用作型号终止子，使用其非常强的电机力与RNA结合并将其从RNA聚合酶中拉出。但是，这些科学家的仔细观察表明，rho无法找到它需要使用教科书机制释放的RNA。

“我们开始学习rho，并意识到它不能以人们告诉我们它的工作方式，”俄亥俄州州立大学微生物学研究和微生物学研究教授的Irina Artsimovitch表示。

目前在线发布的研究，目前，11月26日，2020年11月26日，确定了，而不是在转录结束时靠近转录结束的特定RNA，帮助它从DNA放松，RHO在RNA聚合酶上实际上“搭便车”持续时间转录。Rho与其他蛋白质合作，最终通过一系列的结构变化将酶亚麻共亚麻，该结构变化以释放RNA释放的无活性状态。

该团队使用了复杂的显微镜，揭示了rho在由RNA聚合酶组成的完整转录复合物上的作用，以及在整个转录中与其行进的两个辅助蛋白质。

“这是任何系统中终端复合物的第一个结构，并且应该是不可能获得的，因为它太快地崩溃了，”Artsimovitch说。

“它回答了一个根本的问题 - 转录是生命的基础，但如果没有控制，那就没有什么工作。RNA聚合酶本身必须是完全中性的。它必须能够制作任何RNA，包括那些受损或可能伤害细胞的RNA。在用RNA聚合酶行驶时，RHO可以判断合成的RNA是否值得制作 - 如果不是，则rho释放它。“

Artsimovitch对RNA聚合酶如何成功完成转录的许多重要发现。在她的实验室中的本科生在遗传项目上识别出遗传项目时，她并没有讨论rho在终止中的作用，以抵触rho在终止中的作用。

众所周知，rho沉默毒力基因在细菌中的表达，基本上将它们保持休眠，直到它们需要引起感染。但这些基因没有任何RNA序列，即已知RHO优先结合。因此，Artsimovitch表示，rho仅针对特定的RNA序列看起来从未有意义，甚至没有知道它们是否仍然附着在RNA聚合酶上。

事实上，使用经常遗漏RNA聚合酶的简化生化实验来建立对RHO机制的科学理解 - 实质上，定义了如何在工艺本身中进行处理的情况结束。

在这项工作中，研究人员使用了低温电子显微镜，以捕获在Escherichia Coli的DNA模板上操作的RNA聚合酶的图像，其模型系统。这种高分辨率可视化与高端计算相结合，使得转录终端的准确建模成为可能。

“RNA聚合酶在匹配细菌中匹配数十万个核苷酸。复杂的是非常稳定的，因为它必须 - 如果RNA被释放，则丢失，“Artsimovitch说。“然而，如果不是秒，rho能够在几分钟内使复杂的崩溃分开。你可以看看它，但你无法获得稳定的复杂来分析。“

使用聪明的方法将在落下陷阱之前捕获复合物，使科学家能够可视化七个复合物，其代表终止途径中的顺序步骤，从Rho与RNA聚合酶接合开始并以完全无活性的RNA聚合酶结束。该团队创建了基于所看到的模型，然后使用遗传和生化方法确保这些模型是正确的。

虽然该研究在细菌中进行，但Artsimovitch表示，这种终止过程可能发生在其他形式的生活中。

“这似乎很常见，”她说。“一般来说，细胞使用来自共同祖先的类似工作机制。只要这些技巧有用，他们都会学到了同样的技巧。“

参考：“通过NICLLY表示，通ρ过NICLLY表示，终止仪ATPase的逐步迁移的RNA聚合酶失活。 。WAHL，2020年11月26日
，Science.Doi：10.1126 / science.abd1673

artsimovitch，与合作者的国际研究团队合作，联合领导了弗里大学柏林的前俄亥俄州研究生Markus Wahl的研究。

德国研究基金会的补助金支持这项工作;德国联邦教育和研究部;印度医学理事会;印度政府生物技术系;国家卫生研究院;和SIGRIDJUSÉLIUS基金会。