揭示特定蛋白CueR開關(guān)基因表達(dá)的分子機(jī)制
在機(jī)體活細(xì)胞中，當(dāng)其激活一個(gè)基因進(jìn)行表達(dá)的時(shí)候，其必然會(huì)產(chǎn)生一個(gè)關(guān)閉該基因表達(dá)的系統(tǒng)，因?yàn)榧?xì)胞并不會(huì)浪費(fèi)能量來產(chǎn)生不再需要的蛋白質(zhì)。近日，來自康奈爾大學(xué)的研究者發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞所使用的兩種機(jī)制，而且這兩種機(jī)制可以快速進(jìn)行轉(zhuǎn)變。相關(guān)研究成功刊登在了9月4日的雜志Proceedings of the National Academy of Sciences上。

這項(xiàng)研究或許可以幫助我們快速殺滅致病的有害細(xì)菌，同時(shí)也可以幫助我們更深入地理解基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的過程。為了在單分子尺度來操控細(xì)胞的生化過程，研究者以熒光分子來靶位蛋白質(zhì)和DNA結(jié)合位點(diǎn)，當(dāng)熒光分子與其結(jié)合時(shí)，熒光強(qiáng)度會(huì)發(fā)生改變。因此當(dāng)生化反應(yīng)發(fā)生之時(shí)，通過外部的閃光就會(huì)發(fā)生瞬間改變。

研究者利用可對(duì)銅中毒的細(xì)菌來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這些細(xì)菌擁有一系列可以捕獲銅原子的蛋白質(zhì)，并且可以通過細(xì)胞壁對(duì)這些銅原子推搡。一般情況下，蛋白質(zhì)CueR結(jié)合至染色體基因的前端位點(diǎn)時(shí)，其就可以破壞DNA功能并且抑制其轉(zhuǎn)錄。但是當(dāng)銅原子結(jié)合至CueR上之后，就會(huì)改變?cè)摰鞍踪|(zhì)的構(gòu)象，進(jìn)而使得基因可以進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。一旦銅原子離開了CueR之后，基因表達(dá)的功能就會(huì)被抑制。

這項(xiàng)研究揭示了CueR可以以兩種不同的構(gòu)象狀態(tài)結(jié)合至DNA上，而且其可以自發(fā)地從DNA上滑落。其中一種構(gòu)象情況下，其可以結(jié)合至其所控制的特定基因上；而另一種構(gòu)象下，其可以吸附至非特異性的DNA上。研究者的研究成果闡述了蛋白質(zhì)可以快速吸附至DNA上，然后滑動(dòng)直到尋找到特異性的結(jié)合位點(diǎn)，隨后進(jìn)入工作模式。揭示特定蛋白CueR開關(guān)基因表達(dá)的分子機(jī)制