Duke University의 Hashim M. Al-Hashimi 교수가 이끄는 과학자 팀이 실시한이 연구는 전사의 마스터 조절제 역할을하는 RNA 폴리머 라제로 알려진 분자 기계에 중점을 두었습니다. 이 분자 기계는 DNA의 유전자 코드를 읽고 단백질 합성을 위해 세포의 다른 부분에 유전자 지시를 전달하는 mRNA 분자를 구성하는 주형으로 사용합니다.
전사 동안의 도전 중 하나는 RNA 폴리머 라제가 미끄러지거나 실속 될 가능성으로, mRNA 합성의 오류 및 세포의 유전자 정보에서 잠재적으로 유해한 돌연변이를 초래한다는 것이다. 이러한 오류를 방지하기 위해, 세포는 "분자 규칙"으로 알려진 RNA 폴리머 라제 내의 영역과 관련된 정교한 교정 메커니즘을 사용한다.
Al-Hashimi 교수와 그의 팀은 분자 통치자가 정확한 측정이 아니라 전사가 잘못 진행될 때 RNA 폴리머 라제가 신속하게 "감지"할 수있는 동적 형태 변화를 통해 정확도를 달성한다는 것을 발견했습니다. 이 유연성은 mRNA 분자에서 영구적 인 변화를 초래하기 전에 모든 오류가 감지되고 수정되도록 보장합니다.
연구팀은 단일 분자 형광 공명 에너지 전달 (SMFRET) 및 분자 역학 시뮬레이션을 포함한 고급 생물 물리학 기술을 사용하여 분자 통치자의 동적 특성과 전사 충실도를 유지하는 데 역할을 밝혔습니다. 이러한 기술은 전사 중에 발생하는 구조적 변화에 대한 실시간 통찰력을 제공하고 과학자들은 분자 규칙을 관찰 할 수있게 해주었다.
이 발견은 세포 과정에서 구조적 역학과 생물학적 기능 사이의 임계 상호 작용에 대한 새로운 시각을 비롯해 세포가 정보 전달의 정확성을 보장하기 위해 세포가 사용하는 분자 메커니즘의 우아함과 정밀도를 나타낸다. 이러한 메커니즘을 이해하면 DNA-to-RNA 전사의 오류로 인해 발생하는 유전 질환 및 장애를 이해하고 잠재적으로 치료하는 데 잠재적 인 영향을 미칩니다.
유명한 저널 Nature에 발표 된이 연구는 복잡한 세포 과정에 대한 우리의 이해를 발전시키는 화학, 생물학 및 물리학의 인터페이스에서 학제 간 연구의 중요성을 강조합니다. 세포 정보 전달의 비밀을 밝혀서 과학자들은 유전학 분야의 혁신적인 접근 방식을 계속 열어 질병 진단 및 치료를위한 새로운 길을 열었습니다.
