TSRI はセルの複雑な分子機械の正確な構造マップを開発します

Published on June 6, 2014 at 9:29 AM · No Comments

Scripps の研究所で研究者によって導かれるチームは (TSRI)仲介人、セルの最も大きく、ほとんどの複雑な 「分子機械」の者の最初の正確な構造マップを定めるのに高度の電子顕微鏡検査の技術を使用しました。

仲介人はほとんどの遺伝子の作業の規則のために重大で、すべての野生動植物のセルで働きます。 以上 2 ダースつの一義的な蛋白質が基本の細胞生物学の重要な前進を亜単位表し、仲介人の機能障害を含む病状のライトを取除くべきである構造含んでいる癌からの受継がれた進化の無秩序へののマップ。

見つけることは大きく、重要な蛋白質の複合体を特徴付けるために最近開発された分子イメージ投射方法がどのように適用することができるか示します。

「組織されるどのように、そして移動するかどのように、これらの大きい分子機械がどのように見るか定められるセルの多くの主プロセスのよりよい理解のために重大です」、ジャーナルセルによって TSRI の助教授をに言いましたフランシスコ J. アストゥリアス、 2014 年 6 月 5 日出版された調査の年長の著者。

複雑な機械

仲介人ほぼ 20 年の詳しいマップはスタンフォード大学の生物学者および同僚によってロジャー Kornberg 複合体の後の最初に記述されていました来ます。 実験室のメンバーがその時にアストゥリアスを含んでいた Kornberg は後でセルの遺伝子のトランスクリプション機械装置の彼の作業のためのノーベル賞に勝ちました。

この遺伝子のトランスクリプション機械装置は他は核を出、蛋白質に変換されるが、生物学で基本的で、最も定期的な機能行うために即ち携帯用 RNA 「コピー」に遺伝子の DNA で符号化された情報のコピーの 1 つを - 細胞核の滞在そして作業いくつか展開しました。

各セルに仲介人が不可欠な役割を担う規制制度によって定められる遺伝子のトランスクリプション作業の自身のパターンがあります。 巨大な仲介人の複合体はトランスクリプション要因および他の規定する蛋白質が実際にトランスクリプションを行う RNAポリメラーゼ II に影響を及ぼすことを可能にします。

仲介人がジョブをどのようにするか正確に理解するためには、科学者はすべての亜単位蛋白質の位置を含むアーキテクチャの正確な 3D モデルを、必要とし、トランスクリプション機械装置の他のコンポーネント間の相互作用に影響を及ぼすために別の構造の仲介人の記述は採用できます。

ただし、仲介人は生物的標準によって巨大です: イーストで見つけられるバージョンに 25 の個別の蛋白質の亜単位があり、人間バージョンに 30 があります。 それはまた非常に適用範囲が広いです。 大型、高い複雑さおよび高い柔軟性のその組合せはそれに X 線の結晶学または核磁気共鳴の分光学のような高リゾリューションイメージ投射方法のための貧しい候補者をします。

90 年代の Kornberg の実験室のポストドクターとして、アストゥリアスは開拓者を仲介人のような大きいトランスクリプション複合体のイメージ投射のための 「 (EM)単一の粒子」の電子顕微鏡検査の使用助けました。 単一粒子 EM はたくさんのまた異なったオリエンテーションと多分いくつかの異なった構造の粒子を描写する興味典型的の 「騒々しい」画像の粒子の別の EM の画像の取得を非常に必要とします。 これらのデータはすべてフィルタに掛け、騒音を減らし、有用な 3D 映像をもたらすために平均されなければなりません。 科学の 1999 調査では、アストゥリアスおよび同僚は完全な仲介人の複合体の最初の荒い構造を定めるのに単一粒子 EM の早い形式を使用しました。

それ以来ディケイドおよび半分では、アストゥリアスのグループは仲介人を調査するのに EM の技術を使用し続けました。 他は複合体の個々の仲介人の亜単位か部分を調査するのに高解像の技術を使用しました。 ただしずっと全構造適合が一緒に逃げやすい今までどのようにのか、明確な、正確な情報。

ヘッドのモデルの回転

完全な構造をはっきり定めるためには、アストゥリアスおよび彼の同僚は非常に純粋な量の主要な挑戦である仲介人の浄化プロセスの標準イーストバージョンの自体作成によって始めました。 それらはそれから構造に従って分類した大体 85,000 の EM の画像を記録するのに仲介人の粒子のこのコレクションを使用しました。 これらを平均することは約 18 オングストローム (メートルの 1.8 billionths) の解像度に仲介人の構造の最も明確な 3D モデルをけれども、もたらしました。

変更された EM の画像が科学者イースト仲介人 25 の蛋白質の亜単位の精密な位置を識別どのようにできたか見る異なった蛋白質の亜単位の減法を含む他のいろいろで生化学的な分析を使用して。

これ仲介人のヘッド中間テール構造の古く荒いモデルの広範囲の修正で起因するマップ。 「私達がすべての蛋白質の亜単位を見つけた後、私達はヘッドモジュールが仲介人の上にあることを認識しま、持たれているとしてない底です思考」、 Kuang レイ Tsai、調査の最初著者だったアストゥリアスの実験室の博士研究員を言いました。 「これらの新しいデータ多くの前の生化学的な観察の意味を成すのを助けました私達が」。は

次のアストゥリアスおよび Tsai はジョアンの実験室と協力し、 Ron Conaway ジョアンはカンザスシティの医学研究のための Stowers の協会卒業生のもう一つの Kornberg です。 Conaway のチームは EM イメージ投射のための人間の仲介人および今提供された純粋なサンプル、またずっと亜単位の位置の生化学的な分析に取り組んでいました。

この作業は人間の仲介人がこの構造がイーストおよび人間を分ける改革の十億年全体、ほとんど、節約されたことを意味する同じ広いアーキテクチャを共有することを明らかにしました。 「基本的に 2 人の仲介人に同じようで全面的な構造があります」、 Tsai を言いました。

調査の最後の部分では、一方で RNAポリメラーゼと相互に作用している、およびさまざまなトランスクリプション調整装置をどのように変更するかと同時にアストゥリアスおよび Tsai は仲介人が多分他方では構造示すのに新しい構造データを使用しました。

「異なった亜単位がどのように組織される、従って私達原子解像度モデルの方に働き始めることができます」はと与え、かこの調査私達に仲介人アーキテクチャのかなり限定的な映像をアストゥリアスは言いました。 「私達はまた実際に調整された方法のトランスクリプションを遂行するために仲介人が他のすべてのそれらの蛋白質と」。どのように相互に作用しているかよりよく理解したいと思います

アストゥリアスに加えて、 Tsai およびジョアンおよび Ron Conaway、調査の共著者、 「Transcriptional 仲介人の複合体の亜単位アーキテクチャおよび機能モジュラー語順換えは」、 Chieri Tomomori 佐藤および医学研究のための Stowers の協会の Shigeo 佐藤、またでした。

研究は健康 (許可 R01 GM67167、 R01 GM41628) のある各国用協会によって部分およびより大きいカンザスシティのコミュニティ基礎のヘレンネルソンの医学研究の資金で資金を供給されました。

ソース Scripps の研究所

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