在我們的眼睛看不到的小尺度上，生命的過程是通過蛋白質(zhì)的制造而發(fā)生的，蛋白質(zhì)賦予我們的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能。細(xì)胞蛋白質(zhì)從 DNA 中編碼的遺傳指令中獲得它們的行進(jìn)命令，DNA 的序列首先在稱為轉(zhuǎn)錄的多步驟過程中被復(fù)制并制成 RNA。
科羅拉多州立大學(xué)的一項(xiàng)研究合作專門從事高分辨率熒光顯微鏡和計(jì)算建模，以在單個基因水平上實(shí)時(shí)、細(xì)致地可視化和描述此類生命過程。現(xiàn)在，由博士后研究員 Linda Forero-Quintero 領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家們首次通過記錄 RNA 聚合酶通過與 DNA 序列結(jié)合而開始轉(zhuǎn)錄的位置、時(shí)間和方式來觀察早期 RNA 轉(zhuǎn)錄動態(tài)?！蹲匀煌ㄓ崱冯s志詳細(xì)介紹了
這項(xiàng)突破性技術(shù)，它有無數(shù)可能的分支。這些包括加深對基本生物過程的理解，揭示某些疾病的遺傳基礎(chǔ)。
“這是第一次有人研究單拷貝基因中的 RNA 聚合酶磷酸化動力學(xué)，”博士后研究員 Forero 說，他是蒙福特教授兼生物化學(xué)副教授 Tim Stasevich 和副教授 Brian Munsky 共同指導(dǎo)的博士后研究員。化學(xué)和生物工程教授。過去，這種早期轉(zhuǎn)錄活動只能使用基因陣列進(jìn)行可視化，基因陣列是由數(shù)百個基因拷貝組成的人工結(jié)構(gòu)，在細(xì)胞核中并不常見。
Stasevich 和 Munsky 領(lǐng)導(dǎo)了由 WM Keck 基金會資助的合作項(xiàng)目和國家普通醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所(通過兩項(xiàng)最大化研究人員研究獎)尋求揭示和量化活體單細(xì)胞中的實(shí)時(shí)基因表達(dá)。Forero 在合作的贊助下在兩個實(shí)驗(yàn)室工作，之前曾研究過與神經(jīng)系統(tǒng)疾病相關(guān)的細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。
早期轉(zhuǎn)錄活動
正如Nature Communications 中所述，F(xiàn)orero 等人。設(shè)計(jì)了一種方法，該方法使用已建立的哺乳動物細(xì)胞系，工程化的熒光抗體片段和定制的超分辨率顯微鏡來捕獲鮮艷的顏色(藍(lán)色，綠色和紅色)的早期轉(zhuǎn)錄過程。更具體地說，他們觀察到當(dāng) RNA 聚合酶 II (RNAP2) 轉(zhuǎn)錄酶在其氨基酸尾部被磷酸化或被磷酸基團(tuán)修飾時(shí)發(fā)生的轉(zhuǎn)錄周期的開始。
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