Учёные впервые засняли взаимодействие транскрипции и трансляции в реальном времени
Исследователи впервые создали «молекулярное кино», показывающее в реальном времени, как два ключевых клеточных процесса — транскрипция и трансляция — взаимодействуют в бактериальных клетках. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Как работают процессы
- Транскрипция: Фермент РНК-полимераза считывает код ДНК и преобразует его в молекулу РНК.
- Трансляция: Рибосома использует информацию с РНК для сборки белков, выполняющих основные функции клетки.
В отличие от клеток человека, где эти процессы разделены мембраной ядра, в бактериях они происходят в одном компартменте и одновременно.
Метод исследования
Учёные из группы Оливье Дюсса в EMBL Heidelberg искусственно воссоздали клеточную среду. Используя одномолекулярную многоцветную флуоресцентную микроскопию, они пометили РНК-полимеразу и рибосому флуоресцентными метками-сенсорами. Это позволило в реальном времени отслеживать взаимодействие отдельных пар молекул в течение нескольких минут.
Ключевые открытия
- Дистанционная коммуникация: РНК-полимераза и рибосома могут «общаться» на расстоянии, будучи соединёнными длинной петлёй РНК, подобно альпинистам, связанным верёвкой.
- Повышение эффективности: Транскрипция протекает эффективнее, когда за РНК-полимеразой по той же молекуле РНК движется рибосома (идёт трансляция). Процессы кооперируются, повышая общую продуктивность.
Значение и перспективы
Исследование — важный шаг в понимании фундаментальных механизмов жизни. В будущем это знание может помочь в разработке новых методов борьбы с бактериальными патогенами, например, путём совместного таргетирования двух молекулярных машин для преодоления устойчивости к антибиотикам.
Группа Дюсса планирует изучить эти процессы в живых клетках и с участием других клеточных механизмов.