加州大學(xué)戴維斯分校和英國劍橋分子生物學(xué)MRC實(shí)驗(yàn)室解決了尋找mRNA翻譯起始位點(diǎn)時形成的復(fù)合物的結(jié)構(gòu)。這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在9月4日的《Science》雜志上，為這一基本過程提供了新的理解。

加州大學(xué)戴維斯分校分子和細(xì)胞生物學(xué)教授、論文的通訊作者Christopher Fraser說：“這種結(jié)構(gòu)改變了我們對人類細(xì)胞翻譯起始的了解。”

細(xì)胞使用不同的基因亞群來制造執(zhí)行各種功能所需的蛋白質(zhì)。這就需要控制DNA轉(zhuǎn)錄為mRNA，然后mRNA被翻譯成蛋白質(zhì)的過程。

為了研究這一點(diǎn)，加州大學(xué)戴維斯分校分子和細(xì)胞生物學(xué)系的Fraser和博士后研究員Masaaki Sokabe與LMB的Venki Ramakrishnan、Jailson Brito Querido、Sebastian Kratz和Yuliya Gordiyenko合作，可視化了這些復(fù)合物的結(jié)構(gòu)。其中，擅長核糖體結(jié)構(gòu)研究的Ramakrishnan曾獲得2009年諾貝爾化學(xué)獎。當(dāng)一個核糖體附著在一段mRNA上并沿著它掃描，直到找到一個起始密碼子時，有十幾種不同的蛋白質(zhì)（起始因子）參與。許多起始因子在各種癌癥中被發(fā)現(xiàn)是失調(diào)的。

然而，由于缺乏對整個復(fù)合體結(jié)構(gòu)的了解，這些因子是如何結(jié)合在一起并掃描mRNA的，目前還知之甚少。

研究小組使用了一種缺少起始密碼子的mRNA，利用低溫電子顯微鏡在LMB獲得了復(fù)合物的結(jié)構(gòu)，包括捕獲的mRNA。低溫電子顯微術(shù)使生物學(xué)家能夠捕捉到生物分子的三維電影，小到單個原子的規(guī)模。

基于這一結(jié)構(gòu)，研究人員提出了一個模型，說明了mRNA如何進(jìn)入小核糖體亞單位的一個通道，并提出了mRNA如何穿過核糖體進(jìn)行掃描的機(jī)制——就像一張膠片穿過老式的投影儀一樣。

他們預(yù)測，對于大多數(shù)mRNAs，起始密碼子需要離mRNA前端足夠遠(yuǎn)才能在掃描過程中被發(fā)現(xiàn)， 這一點(diǎn)Sokabe和Fraser在生化上已經(jīng)證實(shí)了。模型的進(jìn)一步構(gòu)象由LMB的Mark Skehel通過質(zhì)譜分析獲得。

Fraser說，加州大學(xué)戴維斯分校生物科學(xué)學(xué)院近開設(shè)了自己的低溫電子顯微鏡設(shè)備，這將使這種工作在校園內(nèi)成為可能。