北京時間4月10日消息，據物理學家組織網報道，加州大學聖克魯茲分校的生物學家哈裏·諾爾和他的合作者進行的研究，已經獲得活細胞內的蛋白質合成機製的第一手直接觀察數據。這項有關核糖體(所有細胞中製造蛋白質分子的機製)的發現，發表在2008年4月3日的國際科學雜誌《自然》上。這些研究人員利用一種被稱作“光鑷”的激光設備，觀測核糖體將遺傳密碼轉變成蛋白質分子時該機製的物理步驟。
加州大學聖克魯茲分校分子生物學教授諾爾已經對核糖體進行30多年的研究。他的這項最新發現，是與加州定量生物科學研究所的3個科研組在6年的通力合作下取得的。參與這項協作的人包括諾爾、加州大學聖克魯茲分校的博士後研究員勞拉·拉卡斯特、加州大學伯克利實驗室的生物物理學家卡洛斯 ·布斯塔門特，和生物物理學藥劑師埃格納庫·蒂諾克。諾爾說：“這是與伯克利實驗室的化學家和加州大學聖克魯茲分校的核糖體研究員，共同合作的結果。我們聚在一起，以確定是否我們能利用這種方法研究核糖體對蛋白質合成施加的影響力。”
為了合成一個新蛋白質，這個遺傳程序首先要複製一個基因的DNA序列，然後把它轉變成信使核糖核酸分子。稍後這種核糖體從信使核糖核酸上讀取遺傳密碼，並將它們轉變成蛋白質結構。諾爾實驗室研究的核糖體包括由DNA串與兩端相連，充當“操作柄”的信使核糖核酸分子。這些DNA串依次由微小的珠子相連，兩個珠子間用光學鑷子設備中的激光固定，每端的激光對轉換體係產生反作用。利用這種方法，研究人員能追蹤單個核糖體內的轉換過程。他們發現蛋白質合成有一定節拍：噗、噗、噗，中止；噗、噗、噗，中止，這個過程一直持續下去。3聲“噗”與核糖體讀取一個“密碼子”相應。密碼子是3個核糖核酸的子單元序列，它告訴核糖體應該在蛋白質鏈中添加特定氨基酸。諾爾說：“核糖體沿著信息指令向前移動，持續中止、改變位置、中止的過程。”
諾爾的科研組是第一個利用X光結晶學確定一個核糖體的完整結構的團體。它是回答核糖體到底如何運轉這個更大的問題的第一步。他說： “到目前為止，我們因為受到技術限製，每一次要同時觀測幾萬億個核糖體，而它們的活動並非同步進行，因此相關細節變得模糊不清。不過現在我們能一次觀察一個核糖體了。”諾爾負責加州大學聖克魯茲分校分子生物學中心，他表示，這個項目的下一階段涉及到細化這些分析結果。他說：“我們還沒有直接測量核糖體施加的影響力。現在我們在加州大學伯克利實驗室擁有一個更加精確的鑷子設備，並且我們已經發現用一個鑷子捕獲一個核糖體，用另一個鑷子捕獲信息的方法。我們能感覺到核糖體正在獲取信息。”加州大學伯克利實驗室的溫錦德(Jin-Der Wen)是《自然》雜誌上發表的這篇論文的最初作者。除了諾爾、布斯塔門特和蒂諾克外，這項研究的合作者還包括加州大學伯克利實驗室的考特尼·霍奇、巴西同步光實驗室的阿納·卡羅利娜·澤利和京都大學的吉村典昭。
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