認(rèn)識(shí)真核生物細(xì)胞內(nèi)使基因轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)分子機(jī)器
——2006年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)工作介紹
(節(jié)選)
北京大學(xué)蛋白質(zhì)科學(xué)中心，北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院張萌與教授昌增益在《2007科學(xué)發(fā)展報(bào)告》發(fā)表了一篇題為“認(rèn)識(shí)真核生物細(xì)胞內(nèi)使基因轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)分子機(jī)器——2006年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)工作介紹”的文章。2006年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了美國(guó)科學(xué)家羅杰?科恩伯格(Roger D. Kornberg)，以表彰他在揭示真核生物細(xì)胞內(nèi)使存儲(chǔ)于DNA分子中的遺傳信息進(jìn)行轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)機(jī)器的作用機(jī)制方面所做出的突出貢獻(xiàn)。文章簡(jiǎn)要回顧了有關(guān)研究工作的歷史、主要發(fā)現(xiàn)、以及未來(lái)的部分研究方向。
文章介紹說(shuō)，羅杰?科恩伯格小組獲得的突破性的進(jìn)展始于2001年。這一年他們不僅成功測(cè)定了含有10種亞基的酵母RNA聚合酶三維空間結(jié)構(gòu)，而且還獲得了處于“延伸狀態(tài)”的RNA聚合酶（包括了由10種亞基組成的聚合酶、DNA模板和產(chǎn)物RNA）的空間結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)信息的獲得，使得人們能夠在分子水平去試圖回答RNA聚合酶作用的以下問(wèn)題：10種亞基的空間組合方式、DNA模板的結(jié)合位點(diǎn)、使核苷酸單位共價(jià)連接形成磷酸二酯鍵的活性位點(diǎn)及結(jié)構(gòu)特征、使模板DNA及新合成的RNA分子移位的可能結(jié)構(gòu)特征等等。后來(lái)的研究表明，酵母和人體細(xì)胞中的RNA聚合酶各對(duì)應(yīng)亞基之間的氨基酸序列高度相似，因此它們之間的空間結(jié)構(gòu)也應(yīng)該高度相似，所以酵母RNA聚合酶結(jié)構(gòu)的測(cè)定對(duì)研究人體細(xì)胞中的同一類酶具有極其重要的參考價(jià)值。
最后，文章在展望該領(lǐng)域今后的發(fā)展中指出：對(duì)使轉(zhuǎn)錄發(fā)生的蛋白質(zhì)分子機(jī)器作用機(jī)制的認(rèn)識(shí)還遠(yuǎn)沒(méi)有結(jié)束。認(rèn)識(shí)真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄過(guò)程，特別是其特異調(diào)節(jié)機(jī)制，是理解細(xì)胞分化、癌變等重要生物學(xué)過(guò)程的關(guān)鍵。參與真核生物轉(zhuǎn)錄這一復(fù)雜過(guò)程該過(guò)程的蛋白質(zhì)分子有近百種；在RNA聚合酶發(fā)揮功能的不同階段，與其相互作用的蛋白質(zhì)也不同（參考圖2）。包括羅杰?科恩伯格工作在內(nèi)的發(fā)現(xiàn)盡管使我們對(duì)這一關(guān)鍵生命現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)大大往前跨進(jìn)了一步，但故事還遠(yuǎn)未結(jié)束。（摘自中國(guó)科學(xué)院“科學(xué)發(fā)展報(bào)告”課題組撰寫的《2007科學(xué)發(fā)展報(bào)告》）
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