RNA被認(rèn)為是通過(guò)自我復(fù)制引發(fā)了生命的起源。丹麥奧胡斯大學(xué)和英國(guó)劍橋 MRC LMB的研究人員通過(guò)冷凍電鏡揭示了“RNA 復(fù)制機(jī)”的原子結(jié)構(gòu)。這一突破揭示了原始 RNA 世界，并推動(dòng)了 RNA 納米技術(shù)和醫(yī)學(xué)的進(jìn)步。
生命的復(fù)雜分子機(jī)制是如何從簡(jiǎn)單的開(kāi)始產(chǎn)生的一直是一個(gè)長(zhǎng)期存在的問(wèn)題。
多條證據(jù)指向原始的“RNA世界”，其中“RNA復(fù)制機(jī)”(所謂的復(fù)制酶)開(kāi)始復(fù)制自身和其他RNA分子，以啟動(dòng)進(jìn)化和生命本身。然而，古老的復(fù)制酶似乎已經(jīng)隨著時(shí)間的流逝而消失，它在現(xiàn)代生物學(xué)中的作用已被更高效的蛋白質(zhì)機(jī)器所取代。
為了支持 RNA 世界假說(shuō)，研究人員一直在尋求在實(shí)驗(yàn)室中重新創(chuàng)建 RNA 復(fù)制酶的等價(jià)物。
雖然這種古代復(fù)制酶的分子“分身”已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，但由于難以確定動(dòng)態(tài) RNA 分子的結(jié)構(gòu)，它們的詳細(xì)分子結(jié)構(gòu)和作用模式仍然難以捉摸。
喜冰RNA復(fù)制酶的結(jié)構(gòu)
在《PNAS》上發(fā)表的一篇研究論文中，一組研究人員現(xiàn)在使用低溫電子顯微鏡 (cryo-EM) 報(bào)告了 RNA 復(fù)制酶的第一個(gè)原子結(jié)構(gòu)。
正在研究的 RNA 復(fù)制酶由 Holliger 實(shí)驗(yàn)室(英國(guó)劍橋 MRC LMB)開(kāi)發(fā)，可在共晶冰相(類似于冰泥)中使用核苷酸三聯(lián)體有效復(fù)制長(zhǎng)模板?，F(xiàn)任奧爾胡斯大學(xué)助理教授的 Emil L. Kristoffersen 從 Holliger 實(shí)驗(yàn)室博士后研究歸來(lái)，促進(jìn)了與 Andersen 實(shí)驗(yàn)室(丹麥奧爾胡斯大學(xué))的合作，通過(guò)冷凍電鏡確定 RNA 復(fù)制酶的結(jié)構(gòu)。
有趣的是，該結(jié)構(gòu)與基于蛋白質(zhì)的聚合酶具有驚人的相似性，其模板結(jié)合、聚合和底物識(shí)別的結(jié)構(gòu)域排列成類似張開(kāi)的手的分子形狀。
“令人驚訝的是，我們?cè)谠嚬苤腥斯みM(jìn)化出的核酶將顯示出天然存在的蛋白質(zhì)聚合酶的特征。這表明進(jìn)化可以發(fā)現(xiàn)趨同的分子解決方案，無(wú)論材料是 RNA 還是蛋白質(zhì)”，英國(guó)劍橋 MRC LMB 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 Philipp Holliger 解釋道。
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