低溫顯微鏡揭示生命起源與納米尺寸復(fù)制機(jī)有關(guān)
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時(shí)間：2025-11-26 17:25:14
圖為一種被認(rèn)為與生命起源有關(guān)的低溫RNA聚合酶核酶。核酶被冷凍在冰中，顯微象征著它是鏡揭常州外圍模特經(jīng)紀(jì)人（外圍預(yù)約）外圍女（微信156-8194-*7106）一二線城市可以真實(shí)可靠快速安排如何被及時(shí)冷凍以進(jìn)行成像的，以及它如何在冰冷的示生條件下發(fā)揮最佳作用。活性位點(diǎn)用黃/紅光突出顯示，命起米尺模板-產(chǎn)物螺旋的源納有關(guān)建議位置以透明方式顯示。功勞:uux.cn/符文·基德莫斯
（神秘的寸復(fù)地球uux.cn）據(jù)奧胡斯大學(xué)（Lise Refstrup Linnebjerg Pedersen）：復(fù)雜的生命分子機(jī)制是如何從簡(jiǎn)單的開(kāi)端發(fā)展起來(lái)的，這是制機(jī)一個(gè)長(zhǎng)期存在的問(wèn)題。幾條證據(jù)指向一個(gè)原始的低溫“RNA世界”，在那里，顯微“RNA復(fù)制機(jī)”（所謂的鏡揭復(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。示生然而，命起米尺古老的源納有關(guān)復(fù)制酶似乎已經(jīng)消失了，它在現(xiàn)代生物學(xué)中的寸復(fù)常州外圍模特經(jīng)紀(jì)人（外圍預(yù)約）外圍女（微信156-8194-*7106）一二線城市可以真實(shí)可靠快速安排作用已經(jīng)被更高效的蛋白質(zhì)機(jī)器取代。
為了支持RNA世界假說(shuō)，研究人員一直在尋求在實(shí)驗(yàn)室中再造一種等同于RNA復(fù)制酶的酶。雖然這種古老復(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。
嗜冰RNA復(fù)制酶的結(jié)構(gòu)
在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上發(fā)表的一篇研究論文中，一組研究人員現(xiàn)在利用低溫電子顯微鏡（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)制酶是由霍利格實(shí)驗(yàn)室（英國(guó)劍橋LMB MRC）開(kāi)發(fā)的，可以在共晶冰相（類似于冰凌）中使用核苷酸三聯(lián)體有效復(fù)制長(zhǎng)模板。
現(xiàn)任奧胡斯大學(xué)助理教授的Emil L. Kristoffersen從霍利格實(shí)驗(yàn)室的博士后研究回來(lái)后，促進(jìn)了與安德森實(shí)驗(yàn)室（丹麥奧胡斯大學(xué)）的合作，通過(guò)冷凍電鏡確定了RNA復(fù)制酶的結(jié)構(gòu)。有趣的是，這種結(jié)構(gòu)與基于蛋白質(zhì)的聚合酶有驚人的相似之處，其模板結(jié)合、聚合和底物識(shí)別的結(jié)構(gòu)域以類似張開(kāi)的手的分子形狀排列。
“令人驚訝的是，我們?cè)谠嚬苤腥斯みM(jìn)化的核酶顯示出天然蛋白質(zhì)聚合酶的特征。這表明無(wú)論材料是RNA還是蛋白質(zhì)，進(jìn)化都可以發(fā)現(xiàn)聚合的分子解決方案，”英國(guó)劍橋LMB醫(yī)學(xué)研究中心項(xiàng)目負(fù)責(zé)人菲利普·霍利格解釋道
RNA世界中的RNA合成模型
為了更好地了解RNA復(fù)制酶的工作原理，研究人員進(jìn)行了全面的突變研究，以突出RNA結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵元素。這項(xiàng)分析證實(shí)了催化位點(diǎn)的特征，但也揭示了兩種所謂的接吻環(huán)相互作用的重要性，這種相互作用將支架和催化亞單位結(jié)合在一起，以及特定RNA結(jié)構(gòu)域?qū)ΡＵ娑鹊闹匾?，即?fù)制酶復(fù)制RNA鏈的準(zhǔn)確性。
雖然研究人員無(wú)法確定在主動(dòng)復(fù)制RNA時(shí)復(fù)制酶的結(jié)構(gòu)，但有可能建立一個(gè)與所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一致的基于RNA的RNA復(fù)制模型。
“Cryo-EM是研究RNA分子結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)特征的一種強(qiáng)有力的方法。尤恩·麥克雷說(shuō):“通過(guò)結(jié)合冷凍電鏡數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)，我們能夠建立這種復(fù)雜RNA機(jī)器內(nèi)部運(yùn)作的模型?！彼趭W胡斯大學(xué)安德森實(shí)驗(yàn)室做博士后研究，但現(xiàn)在已經(jīng)在美國(guó)德克薩斯州休斯頓衛(wèi)理公會(huì)研究所成立了自己的研究小組..
RNA納米技術(shù)和醫(yī)學(xué)的啟示
這項(xiàng)研究令人興奮地首次看到了被認(rèn)為位于生命之樹(shù)根部的RNA復(fù)制酶。然而，目前開(kāi)發(fā)的基于RNA的復(fù)制酶非常低效（與基于蛋白質(zhì)的聚合酶相比），并且還不能維持自身的復(fù)制和進(jìn)化。報(bào)道的研究提供的結(jié)構(gòu)洞察力可能有助于設(shè)計(jì)更有效的復(fù)制機(jī)制，從而使我們更接近于在試管中開(kāi)發(fā)RNA世界場(chǎng)景。
“RNA復(fù)制酶的特性可以通過(guò)使用RNA世界中可能存在的化學(xué)修飾來(lái)進(jìn)一步改善。此外，對(duì)生命起源的研究導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)了幾種新的RNA構(gòu)建模塊，這些模塊可能用于新興的RNA納米技術(shù)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，”丹麥奧胡斯大學(xué)副教授Ebbe Sloth Andersen解釋說(shuō)。
