TSRI начинает точную структурную карту сложных молекулярных машин в клетках

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

Команда водить исследователями на Научно-исследовательском Институте Scripps (TSRI) использовала предварительные методы электронной микроскопии для того чтобы определить первую точную структурную карту Посредника, одной из самых больших и большинств сложных «молекулярных машин» в клетках.

Посредник критический для регулировки большинств деятельности при генов и работает в клетках всех заводов и животных. Отображать своего структур-которое включает больше чем 2 дюжины уникально протеин субблок-представляет значительно выдвижение в биологию основной клетки и должен полинять свет на клинических условиях включая дисфункцию Посредника, от рака к унаследованным отработочным разладам.

Находить демонстрирует как недавно начатые молекулярные методы воображения могут быть прикладной характеризовать большие и важные комплексы протеина.

«Мочь определить как эти большие молекулярные машины смотрят, как они организованы и как они двигают, будет критический для более лучшего вникания много ключевых процессов в клетках,» сказал J. Астурию Франсиско Адъюнкта-Профессора TSRI, старший автор изучения, которое было опубликовано 5-ого июня 2014 Клеткой журнала.

Сложная Машина

Детальная карта Посредника приходит почти через 20 лет после комплекса сперва была описана биологом Роджером Kornberg Стэнфордского Университета и коллегаами. Kornberg, которого члены лаборатории вовремя включили Астурию, более поздно выиграло Нобелевскую Премию для его работы на машинном оборудовании транскрипции гена клеток.

Это машинное оборудование транскрипции гена эволюционировало для того чтобы выполнить одну из самых основных и по заведенному порядку функций в биологии, namely копировать информации зашифрованной в ДНА генов в портативную РИБОНУКЛЕИНОВУЮ КИСЛОТУ «транскрипты» - некоторые чего пребывание и работа в клеточном ядре, пока другие выходят ядро и переведены в протеины.

Каждая клетка имеет свою собственную картину деятельности при транскрипции гена, определенную систем государственного регулирования в котором Посредник играет непременную роль. Огромный комплекс Посредника позволяет факторы транскрипции и другие регламентационные протеины влиять на полимеразу РИБОНУКЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ II которая фактически выполняет транскрипцию.

Для того чтобы понять точно как Посредник делает свою работу, необходимо было нужно точная 3-D модель своего зодчества, включая положения всех своих протеинов субблока и описание различного Посредника конформаций может принять для того чтобы влиять на взаимодействия между другими компонентами машинного оборудования транскрипции.

Однако, Посредник преогромн биологическими стандартами: версия найденная в дрождях имеет 25 определенных субблоков протеина и людская версия имеет 30. Она также сильно гибка. Сложность Того сочетание из крупноразмерная, высокая и высокая гибкость делают им плохой выбранный для высоких методов воображения разрешения как кристаллография Рентгеновского Снимка или спектроскопия ядерного магнитного резонанса.

Как postdoctoral исследователь в лаборатории Kornberg в 1990s, Астурия помогла пионеру польза «электронной микроскопии одиночной частицы» (EM) для воображения больших комплексов транскрипции как Посредник. EM Одиночн-Частицы требует принимать тысяч отдельно изображений EM частицы изображений интереса-типичн очень «шумных», которые показывают частицу в различных ориентациях и возможно также в нескольких различных конформаций. Все эти данные необходимо фильтровать и усреднить для уменьшения шума и для того чтобы произвести полезные 3-D изображения. В изучении 1999 в Науке, Астурия и коллегаы использовали предыдущую форму EM одиночн-частицы для того чтобы определить первую грубую структуру полного комплекса Посредника.

В декаде и половине с после этого, группа Астурии продолжалась использовать методы EM для того чтобы изучить Посредника. Другие использовали методы высок-разрешения для того чтобы изучить индивидуальные субблоки Посредника или части комплекса. Однако, ясное и точное изображение как все пригонки структуры совместно неуловимы до теперь.

Поворачивать Модель на своей Головке

Определять полную структуру ясно, Астурия и его коллегаы начали путем производить сильно чисто количества самих стандартной версии дрождей процесса очищения Посредника- главной возможностью. Они после этого использовали это собрание частиц Посредника для того чтобы записать грубо 85.000 изображений EM, которые они классифицировали согласно конформации. Усреднять эти произвел самую ясную модель 3D но структуры Посредника, к разрешению около 18 Ангстромов (1,8 billionths метра).

Используя различное другие биохимические анализы, включая вычитывание различных субблоков протеина для того чтобы увидеть как измененные изображения EM, научные работники могли определить точные положения субблоков протеина Посредника 25 дрождей.

Это отображать приведенный к в всестороннем изменении старой грубой модели структуры головк-средн-кабеля Посредника. «После Того Как мы обнаружили местонахождение все субблоки протеина, мы осуществили что головной модуль вверху Посредник, не дно как имено были мыслью,» сказал Kuang-Леи Tsai, postdoctoral собрата в Лаборатории Астурии, которая была первым автором изучения. «Эти новые данные помогали нам сделать чувство много предыдущих биохимических замечаний.»

Астурия и Tsai затем сотрудничали с лабораторией Джоан и Рон Conaway-Джоан другое Kornberg ученик-на Институте Stowers для Медицинского Исследования в Kansas City. Команда Conaway работала на людском Посреднике и теперь обеспеченных чисто образцах для воображения EM, так же, как биохимических анализах положений субблока.

Эта работа показала что людской Посредник делит такое же обширное зодчество, подразумевая что эта структура, по большей части, сохраненное в течении миллиарда лет развития которые отделяют дрожди и людей. «По-существу 2 Посредника имеют подобную общую структуру,» сказал Tsai.

В последней части изучения, Астурия и Tsai использовали новые структурные данные для того чтобы показать как Посредник вероятно изменяет свою конформацию по мере того как он взаимодействует с полимеразой РИБОНУКЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ на одной руке, и различные регуляторы транскрипции на другом.

«Это изучение давало нам справедливо окончательное изображение зодчества Посредника и как различные субблоки организованы, поэтому мы может начать работать к атомной модели разрешения,» Астурия сказала. «Мы также хотим понять более лучше как Посредник взаимодействует с всеми теми другими протеинами фактически для того чтобы унести транскрипцию в отрегулированном образе.»

В дополнение к Астурии, Tsai и Джоан и Рон Conaway, соавторы изучения, «Зодчество Субблока и Функциональные Модульные Перераспределения Transcriptional Комплекса Посредника,» были Chieri Tomomori-Sato и Shigeo Sato, также Института Stowers для Медицинского Исследования.

Исследование было фондировано в части Национальными Институтами Здоровья (даров R01 GM67167, R01 GM41628) и Фонде Медицинского Исследования Хелена Нельсона на Большом Учредительстве Общины Kansas City.

Источник Научно-исследовательский Институт Scripps

Read in | English | Español | Français | Deutsch | Português | Italiano | 日本語 | 한국어 | 简体中文 | 繁體中文 | Nederlands | Русский | Svenska | Polski