認識真核生物細胞內使基因轉錄的蛋白質分子機器
——2006年諾貝爾化學獎工作介紹
(節選)
北京大學蛋白質科學中心，北京大學生命科學學院張萌與教授昌增益在《2007科學發展報告》發表了一篇題為“認識真核生物細胞內使基因轉錄的蛋白質分子機器——2006年諾貝爾化學獎工作介紹”的文章。2006年諾貝爾化學獎授予了美國科學家羅杰?科恩伯格(Roger D. Kornberg)，以表彰他在揭示真核生物細胞內使存儲于DNA分子中的遺傳信息進行轉錄的蛋白質機器的作用機制方面所做出的突出貢獻。文章簡要回顧了有關研究工作的歷史、主要發現、以及未來的部分研究方向。
文章介紹說，羅杰?科恩伯格小組獲得的突破性的進展始于2001年。這一年他們不僅成功測定了含有10種亞基的酵母RNA聚合酶三維空間結構，而且還獲得了處于“延伸狀態”的RNA聚合酶（包括了由10種亞基組成的聚合酶、DNA模板和產物RNA）的空間結構。這些結構信息的獲得，使得人們能夠在分子水平去試圖回答RNA聚合酶作用的以下問題：10種亞基的空間組合方式、DNA模板的結合位點、使核苷酸單位共價連接形成磷酸二酯鍵的活性位點及結構特征、使模板DNA及新合成的RNA分子移位的可能結構特征等等。后來的研究表明，酵母和人體細胞中的RNA聚合酶各對應亞基之間的氨基酸序列高度相似，因此它們之間的空間結構也應該高度相似，所以酵母RNA聚合酶結構的測定對研究人體細胞中的同一類酶具有極其重要的參考價值。
最后，文章在展望該領域今后的發展中指出：對使轉錄發生的蛋白質分子機器作用機制的認識還遠沒有結束。認識真核細胞的轉錄過程，特別是其特異調節機制，是理解細胞分化、癌變等重要生物學過程的關鍵。參與真核生物轉錄這一復雜過程該過程的蛋白質分子有近百種；在RNA聚合酶發揮功能的不同階段，與其相互作用的蛋白質也不同（參考圖2）。包括羅杰?科恩伯格工作在內的發現盡管使我們對這一關鍵生命現象的認識大大往前跨進了一步，但故事還遠未結束。（摘自中國科學院“科學發展報告”課題組撰寫的《2007科學發展報告》）
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