北京时间4月10日消息，据物理学家组织网报道，加州大学圣克鲁兹分校的生物学家哈里·诺尔和他的合作者进行的研究，已经获得活细胞内的蛋白质合成机制的第一手直接观察数据。这项有关核糖体(所有细胞中制造蛋白质分子的机制)的发现，发表在2008年4月3日的国际科学杂志《自然》上。这些研究人员利用一种被称作“光镊”的激光设备，观测核糖体将遗传密码转变成蛋白质分子时该机制的物理步骤。
加州大学圣克鲁兹分校分子生物学教授诺尔已经对核糖体进行30多年的研究。他的这项最新发现，是与加州定量生物科学研究所的3个科研组在6年的通力合作下取得的。参与这项协作的人包括诺尔、加州大学圣克鲁兹分校的博士后研究员劳拉·拉卡斯特、加州大学伯克利实验室的生物物理学家卡洛斯 ·布斯塔门特，和生物物理学药剂师埃格纳库·蒂诺克。诺尔说：“这是与伯克利实验室的化学家和加州大学圣克鲁兹分校的核糖体研究员，共同合作的结果。我们聚在一起，以确定是否我们能利用这种方法研究核糖体对蛋白质合成施加的影响力。”
为了合成一个新蛋白质，这个遗传程序首先要复制一个基因的DNA序列，然后把它转变成信使核糖核酸分子。稍后这种核糖体从信使核糖核酸上读取遗传密码，并将它们转变成蛋白质结构。诺尔实验室研究的核糖体包括由DNA串与两端相连，充当“操作柄”的信使核糖核酸分子。这些DNA串依次由微小的珠子相连，两个珠子间用光学镊子设备中的激光固定，每端的激光对转换体系产生反作用。利用这种方法，研究人员能追踪单个核糖体内的转换过程。他们发现蛋白质合成有一定节拍：噗、噗、噗，中止；噗、噗、噗，中止，这个过程一直持续下去。3声“噗”与核糖体读取一个“密码子”相应。密码子是3个核糖核酸的子单元序列，它告诉核糖体应该在蛋白质链中添加特定氨基酸。诺尔说：“核糖体沿着信息指令向前移动，持续中止、改变位置、中止的过程。”
诺尔的科研组是第一个利用X光结晶学确定一个核糖体的完整结构的团体。它是回答核糖体到底如何运转这个更大的问题的第一步。他说： “到目前为止，我们因为受到技术限制，每一次要同时观测几万亿个核糖体，而它们的活动并非同步进行，因此相关细节变得模糊不清。不过现在我们能一次观察一个核糖体了。”诺尔负责加州大学圣克鲁兹分校分子生物学中心，他表示，这个项目的下一阶段涉及到细化这些分析结果。他说：“我们还没有直接测量核糖体施加的影响力。现在我们在加州大学伯克利实验室拥有一个更加精确的镊子设备，并且我们已经发现用一个镊子捕获一个核糖体，用另一个镊子捕获信息的方法。我们能感觉到核糖体正在获取信息。”加州大学伯克利实验室的温锦德(Jin-Der Wen)是《自然》杂志上发表的这篇论文的最初作者。除了诺尔、布斯塔门特和蒂诺克外，这项研究的合作者还包括加州大学伯克利实验室的考特尼·霍奇、巴西同步光实验室的阿纳·卡罗利娜·泽利和京都大学的吉村典昭。
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