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研究发现了核糖体30S亚基的自我合成和组装

作为细胞的蛋白质工厂,核糖体是唯一制造自己零件的天然机器。这就是为什么了解机器本身是如何制造的,可以为从了解生命如何发展到设计新的药物生产方法的一切打开大门。

魏茨曼科学研究所的一项长期而深入的研究表明,核糖体-30S的小亚基在芯片表面上是自合成和组装的。

该研究所化学和生物物理系的Roy Bar-Ziv教授和研究人员Shirley Shulman Daube博士对该项目进行了大约七年的研究。

该项目面临的主要挑战之一是细胞必须产生大量不同分子才能形成亚基:核心是长链RNA,并且该链上必须附着20种不同的蛋白质。

它们是由蛋白质分子和RNA之间弱的化学力组织的-在某些点排斥并在其他点吸引-因此整个结构依赖于每种成分的正确制造和组织。

再加上另外六个蛋白质,这些蛋白质不是结构的一部分,但可以作为伴侣蛋白来协助组装。总共至少有27种不同的基因-一个编码每种成分或伴侣的基因-必须协同工作才能形成亚基。

该团队与负责当前研究的博士后研究员Michael Levy以及研究学生Reuven Falkovich一起,使用Bar-Ziv在他的实验室开发的定制芯片生产了亚基。

最终,他们成功地模仿了合成这些零件并将它们组装成核糖体亚基的自然过程。

Bar-Ziv实验室中的微小芯片基于紧密附着在表面一端的DNA链。最初,研究小组使用了从大肠杆菌中复制核糖体30S亚基所需的全部27个基因。

这些成分被捕获在基因附近的“分子陷阱”中,这提高了过程效率,并使科学家能够实时观察生产过程。然后他们退后一步,允许各个部分自动组装到核糖体单元中,而不会受到外界的干扰。

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