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RNA“发动机”:最强大的分子发动机(图)
【字体: 大 中 小 】 时间:2003年02月24日 来源:
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[生物通讯]研究人员发现,现知的最强大的分子发动机能够被ATP打开。由于这个发动机是由RNA组成的,因此这个研究结果表明细胞早在DNA进化产生之前就具有功能了。这一发现还为纳米技术专家提供了一个可控制的发动机来驱动微型的分子尺度机器。
这个发动机名为pRNA,是由6个完全相同的RNA分子排列为圆形组成的,能够帮助病毒进行自我装配。许多病毒必需将其DNA基因组塞到一个叫做衣壳的蛋白质外壳中。几年前,印第安纳州Purdue大学的分子生物学家Peixuan Guo领导的研究小组发现,对于一种叫做phi29的病毒而言,将DNA塞到蛋白质外壳的工[AD340X300]作落到了pRNA的肩头。当病毒将自己一并塞到细菌细胞中时,pRNA迫使DNA进入到衣壳中。如左图所示,这个由RNA和一个连接蛋白组成的微型发动机,驱动DNA通过一个稍宽的通道来帮助组成病毒。进一步实验显示,pRNA这个只有人类头发三分之一宽的发动机能够产生50到60微微牛顿(力的单位,万亿分之一牛顿)的力,超过了其它任何已知的发动机。但研究人员对于这样一个微小的机器如何能够打开和关闭感到困惑不解。
现在,Guo的研究小组可能找到了答案。在2月14日期于丹佛举行的美国科学促进会2003年会上,研究小组报道,这个发动机通过结合到ATP或镁离子上来打开自己。当研究人员阻止发动机抓住这些化学物质时,它就自动关闭了。在另一项独立的研究中,研究小组还发现能单独与ATP结合,这个任务一般是由蛋白质完成的。只改变pRNA序列上的一个碱基,其结合ATP和镁离子的能力就丧失了,这证明pRNA是迄今发现的第一个能与ATP结合的天然RNA。有关研究结果发表在即将出版的《生物化学杂志》上。这个结论基于现有证明早期原始世界中是RNA而非蛋白质执行着细胞的工作的证据,Guo说。
这个结果是有关这个发动机如何工作的第一个观点,实验的难度很大,加州大学洛杉矶分校的生物工程师Carlo Montemagno说。“我认为这是一项了不起的成就。”他说。
生物通编译自SCIENCE NOW