TSRI는 세포에 있는 복잡한 분자 기계의 정확한 구조상 지도를 개발합니다

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

Scripps 연구소에 연구원에 의해 지도된 팀은 (TSRI) 향상된 전자 현미경 검사법 중개자, 세포에서 가장 크고 대부분의 복잡한 "분자 기계"의 사람의 첫번째 정확한 구조상 지도를 결정하기 위하여 기술을 이용했습니다.

중개자는 최대 유전자 활성의 규칙을 위해 결정적이고 모든 공장 및 동물의 세포에서 일합니다. 2 다스개의 유일한 단백질이 기본 세포 생물학에 있는 중요한 어드밴스를 소단위 나타내고 중개자의 역기능을 관련시키는 건강 상태에 광명을 비춰주어야 하다 구조물 이상의 포함하는 암에서 승계된 개발 무질서에 그것의 지도로 나타내기.

찾아내는 것은 얼마나 크고 중요한 단백질 복합물을 성격을 나타내기 위하여 최근에 개발한 분자 화상 진찰 방법이 적용될 수 있는지 설명합니다.

"편성되는 어떻게, 그리고 움직이는지 어떻게, 이 큰 분자 기계가 어떻게 보는지 결정할 수 있는 것은 세포에 있는 많은 중요한 프로세스의 더 나은 이해를 위해 중요할 것입니다," 전표 세포에 의하여 TSRI 부교수를 에 말했습니다 Francisco J. 아스투리아스 지방, 2014년6월 5일 간행된 연구 결과의 고위 저자.

복잡한 기계

중개자 거의 20 년의 상세한 지도는 스탠포드 대학 생물학자와 동료에 의해 Roger Kornberg 복합물 후에 옵니다 처음으로 기술되었습니다. 그의 실험실 일원이 당시에 아스투리아스 지방을 포함한, Kornberg는 나중에 세포의 유전자 녹음방송 기계장치에 그의 일을 위한 노벨상을 이겼습니다.

이 유전자 녹음방송 기계장치는 그 외에 의하여는 핵이 나가고는 단백질로 변환되는 그러나, 즉 휴대용 RNA "사본"로 유전자의 DNA에서 부호 매겨진 정보의 베끼는 - 세포핵에 있는 체재 그리고 일 몇몇 생물학에 있는의 한을 기본 및 일상적인 기능 능력을 발휘하기 위하여 발전했습니다.

각 세포에는 중개자가 불가결 역할을 하는 관리 제도에 의해 결정된 유전자 녹음방송 활동의 그것의 자신의 패턴이 있습니다. 거대한 중개자 복합물은 녹음방송 요인과 그밖 규정하는 단백질을 실제로 녹음방송을 능력을 발휘하는 RNA 폴리메라이제 II를 좌우하는 가능하게 합니다.

중개자가 그것의 일을 어떻게 하는지 정확하게 이해하기 위하여는, 과학자는 그것의 소단위 단백질 전부의 위치를 포함하여 그것 아키텍쳐의 정확한 3번째 모형을, 필요로 하고 다른 구조 중개자의 묘사는 녹음방송 기계장치의 그밖 분대 사이 상호 작용을 좌우하기 위하여 채택할 수 있습니다.

그러나, 중개자는 생물학 기준에 의하여 거대합니다: 효모에서 찾아낸 버전에는 25의 명백한 단백질 소단위가 있고 인간적인 버전에는 30가 있습니다. 그것은 또한 높게 유연합니다. 큰 규모, 높은 복합성 및 높은 융통성의 그 조합은 그것에게 엑스레이 결정학 핵 자기 공명 분광학과 같은 고해상 화상 진찰 방법을 위한 부족한 후보자를 만듭니다.

1990 년대에 있는 Kornberg 실험실에 있는 박사학위 취득 후 연구원으로, 아스투리아스 지방은 개척자를 중개자와 같은 큰 녹음방송 복합물의 화상 진찰을 위한 " (EM)단 하나 입자" 전자 현미경 검사법의 사용 도왔습니다. 단 하나 입자 EM는 또한 다른 오리엔테이션과 아마 다수 다른 구조에서 입자를 묘사하는 관심사 전형 "시끄러운" 심상의 입자의 분리되는 EM 심상의 수천의 취하를 아주 요구합니다. 이 데이터는 전부 필터되고 소음을 감소시키고 유용한 3번째 그림을 열매를 산출하기 위하여 평균되어야 합니다. 과학에 있는 1999 연구 결과에서는, 아스투리아스 지방과 동료는 단 하나 입자 EM의 초기 가득 차있는 중개자 복합물의 첫번째 거친 구조물을 결정하기 위하여 양식을 이용했습니다.

그때 이래 십년간 및 반에서는, 아스투리아스 지방의 단은 EM 중개자를 공부하기 위하여 기술을 이용하도록 계속했습니다. 그 외는 고해상도 복합물의 개별적인 중개자 소단위 또는 부분을 공부하기 위하여 기술을 이용했습니다. 그러나 계속 전체적인 구조물 적합이 함께 도비적 지금까지는 어떻게의인지, 명확한 정확한 정보.

그것의 헤드에 모형을 돌기

가득 차있는 구조물을 명확하게 결정하기 위하여는, 아스투리아스 지방과 그의 동료는 중요한 도전인 중개자 정화 프로세스의 표준 효모 버전의 높게 순수한 양 자체를 일으켜서 시작되었습니다. 그(것)들은 그 때 중개자 입자의 이 구조에 따라 분류한 대략 85,000의 EM 심상을 기록하기 위하여 수집을 이용했습니다. 이들을 대략 18의 옹스트롬 (미터의 1.8 billionths)의 해결책에 중개자 구조물의 가장 명확한 3D 모형이 그러나 평균하는에 의하여, 열매를 산출했습니다.

바꾸어진 EM 이미지가, 과학자 효모 중개자 25의 단백질 소단위의 정확한 위치를 확인할 수 있던 어떻게 지 보는 다른 단백질 소단위의 감산을 포함하여 여러가지 다른 생화확적인 분석 사용하기.

이것 중개자의 헤드 중간 테일 구조물의 오래된 거친 모형의 포괄적인 개정 귀착되는 지도로 나타내기. "모든 단백질 소단위가 우리에 의하여 찾아낸 후에, 우리는 맨 위 모듈이 중개자의 상단에 있다는 것을 실현했습니다, 가지고 있는으로 바닥 아닙니다이 생각," Kuang Lei Tsai, 연구 결과의 첫번째 저자인 아스투리아스 지방 실험실에 있는 박사과정 이수 동료를 말했습니다. "이 새로운 데이터 많은 이전 생화확적인 관측의 이해될 것을 도왔습니다 저희가."는

다음 아스투리아스 지방과 Tsai는 Joan의 실험실로 공저하고 Ron Conaway Joan는 캔사스시에 있는 의료 연구를 위한 Stowers 학회동창 에 또 다른 Kornberg입니다. Conaway 팀은 EM 화상 진찰을 위한 인간적인 중개자 및 지금 제공한 순수한 견본, 뿐 아니라 소단위 위치의 생화확적인 분석에 종사하고 있었습니다.

이 일은 인간적인 중개자가 이 구조물이 효모와 인간을 분리하는 기동전개의 10억 년 내내, 대부분에, 보전되었다는 것을 함축하는 동일 넓은 아키텍쳐를 공유한다는 것을 제시했습니다. "기본적으로 2명의 중개자는 유사한 전반적인 구조물이 있습니다," Tsai를 말했습니다.

연구 결과의 마지막 부분에서는, 한편으로는 RNA 폴리메라이제와 상호 작용하는 때 아스투리아스 지방과 Tsai는 새로운 구조상 중개자가 아마 다른 쪽은 그것의 구조, 및 각종 녹음방송 규칙을 어떻게 바꾸는지 보여주기 위하여 데이터를 이용했습니다.

"다른 소단위가 편성되는 방법 이 연구 결과 저희에게 중개자 아키텍쳐의 상당히 결정적인 그림을, 그래서 우리 원자 해결책 모형으로 일하는 것을 시작할 수 있습니다 주고,"는 아스투리아스 지방은 밝혔습니다. "우리는 또한 실제로 통제한 방법에 있는 녹음방송을 실행하기 위하여 중개자가 그 그밖 단백질과 전부." 어떻게 상호 작용하는지 잘 이해하고 싶습니다

아스투리아스 지방 이외에, Tsai 및 Joan 및 Ron Conaway, 연구 결과의 공동 저자, "Transcriptional 중개자 복합물의 소단위 아키텍쳐 및 기능적인 모듈 재배열은," Chieri Tomomori 사또와 의료 연구를 위한 Stowers 학회의 Shigeo 사또, 또한이었습니다.

연구는 건강 (교부금 R01 GM67167, R01 GM41628)의 국제 학회에 의해 부분과 더 중대한 캔사스시 공동체 기초에 헬레네 넬슨 의료 연구 기금에서 투자되었습니다.

근원 Scripps 연구소

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