中國科學(xué)院生物物理研究所方顯楊研究組與合作者首次運(yùn)用單分子熒光共振能量轉(zhuǎn)移（smFRET）技術(shù)，系統(tǒng)探究了結(jié)核分枝桿菌ileS T-box核糖開關(guān)的結(jié)構(gòu)動態(tài)，揭示了其在共轉(zhuǎn)錄水平鑒別tRNA 3?末端氨酰化狀態(tài)、調(diào)控翻譯起始過程的分子機(jī)制，為深入理解RNA-RNA相互作用的功能機(jī)制及新型抗生素開發(fā)提供了重要理論支撐。相關(guān)論文11月25日發(fā)表于《自然-通訊》。
T-box核糖開關(guān)是一類重要的基因調(diào)控元件，對維持細(xì)菌生長平衡至關(guān)重要。由于該元件在細(xì)菌中普遍存在而在哺乳動物中尚未發(fā)現(xiàn)，針對T-box核糖開關(guān)的藥物設(shè)計已成為新型抗生素研發(fā)的重要方向。T-box的功能實(shí)現(xiàn)高度依賴其三維結(jié)構(gòu)與構(gòu)象動態(tài)特征。盡管科研人員已成功解析多種T-box-tRNA復(fù)合物的靜態(tài)三維結(jié)構(gòu)，但T-box如何精準(zhǔn)鑒別不同氨酰化狀態(tài)的tRNA，并啟動后續(xù)轉(zhuǎn)錄或翻譯調(diào)控的構(gòu)象動態(tài)機(jī)制，長期以來仍是領(lǐng)域內(nèi)亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。
研究團(tuán)隊基于NaM-TPT3非天然堿基系統(tǒng)，近期成功開發(fā)長鏈RNA位點(diǎn)特異性標(biāo)記技術(shù)，這一技術(shù)突破為全長T-box的構(gòu)象動態(tài)研究奠定了基礎(chǔ)。基于上述系列發(fā)現(xiàn)，研究團(tuán)隊提出T-box核糖開關(guān)的共轉(zhuǎn)錄調(diào)控模型，首次系統(tǒng)闡明了其在轉(zhuǎn)錄過程中分步識別tRNA、鑒別氨酰化狀態(tài)、動態(tài)切換構(gòu)象并最終調(diào)控基因表達(dá)的完整動態(tài)過程。
中國科學(xué)院生物物理研究所方顯楊研究員和清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院陳春來副教授為該論文的共同通訊作者，清華大學(xué)已出站博士后牛曉林、新疆大學(xué)聯(lián)培博士生蔡珊珊為共同第一作者。該研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、北京市生物結(jié)構(gòu)前沿研究中心、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（B類）、中國博士后科學(xué)基金以及清華大學(xué)“水木學(xué)者”計劃的經(jīng)費(fèi)支持。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-65388-6
本文鏈接：研究揭示全長T-box核糖開關(guān)調(diào)控翻譯起始的構(gòu)象動態(tài)機(jī)制http://m.sq15.cn/show-11-28913-0.html
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