15.3 拓展阅读三  真核生物转录过程的描绘

拓展阅读三  真核生物转录过程的描绘

2006104日,瑞典皇家科学院诺贝尔奖评委会宣布,2006年诺贝尔化学奖颁发给美国科学家Roger D. Kornberg,以奖励他在真核转录的分子基础研究领域作出的贡献。


转录过程虽然已经被无数次写入生物化学教科书. 但科学家们并未具体描述转录是如何在三维空间上进行的。在发现了原核生物中的RNA聚合酶后,科学家们逐渐推导出了真核生物的转录过程,但一直不清楚转录的具体细节。直到2001年美国科学家Kornberg在《科学》杂志上发表了第一张RNA聚合酶的全动态晶体图片,才解决了这一难题。


他所领导的小组利用X射线和计算机技术,构建了描述真核生物转录机构整个活动的晶体图片。从这些图片中我们可以看到,新生RNA 链是逐渐合成的,也可了解转录过程所需的其他一些分子的作用。这些图片非常详尽,可以分辨出各个分离的原子,这就使我们有可能了解转录及其被调节的机制。


虽然Kornberg教授的研究方式并非是开创性的. 但却解决了一个长久未解决的难题。他的工作将推动更多的生化基础研究。同时有助于人们寻找新的癌症、心血管病及炎症等的治疗方法。因为这些疾病均与基因转录这一过程的紊乱有关。值得称道的是,他的父亲Kornberg A因研究DNA复制所需的DNA聚合酶而获得了1959年诺贝尔生理医学奖。诺贝尔奖公告称这一发现是认识转录过程的一个真正里程碑


Kornberg 教授的研究小组用了10年的时间才培育出适合用于转录过程研究的酵母细胞系统。这个系统使他能够提取出充足的RNA聚合酶和其他转录因子,并将它们制作成晶体。在这个酵母细胞系统中,Kornberg还发现了控制转录过程开关的另一种分子复合体中介体复合物(mediator complex)。真核生物基因特异性表达一般需要有上游的调控元件增强子的调节,增强子通过基因特异性的转录激活因子(activator)促进起始转录复合体在启动子区的形成。


【推荐阅读】


1. Cramer P. Bushnell DA. Kornberg RD. Structural basis of transcription: RNA polymerase II at 2.8 angstrom resolution. Science. 292(5523):1863-76. 2001


2. Gnatt AL. Cramer P. Fu J. Bushnell DA. Kornberg RD. Structural basis of transcription: an RNA polymerase II elongation complex at 3.3 A resolution. Science. 292(5523):1876-82. 2001


3. Bushnell DA. Kornberg RD. Complete 12-subunit RNA polymerase II at 4.1-A resolution: implications for the initiation of transcription. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 100(12):6969-73. 2003


4. Liu X. Bushnell DA. Kornberg RD. RNA polymerase II transcription: structure and mechanism. Biochim. Biophys. Acta.1829(1):2-8. 2013


(张玉祥)