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        顯微鏡技術的結合揭示了關鍵蛋白質復合物的三維結構
        
			
        
				2018-12-24 10:14:41
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        Stowers醫(yī)學研究所的研究人員已經解決了復合物的三維結構，這對于在生殖細胞分裂或減數(shù)分裂過程中將染色體正確分選成卵子和精子至關重要。當這種稱為聯(lián)會復合體的結構在細胞中不能正常組裝時，它可能導致染色體異常，流產和先天缺陷。自從聯(lián)合復合體于1956年首次被發(fā)現(xiàn)以來，研究人員一直試圖識別它的許多運動部件以及它們如何組合在一起。他們的努力受到物理定律的限制：即使是最高功率的顯微鏡，結構也太小而無法可視化。
        

        顯微鏡技術的結合揭示了關鍵蛋白質復合物的三維結構
        

        現(xiàn)在，Stowers的研究人員，包括Cori Cahoon，Zulin Yu，Ph.D。和Yongfu Wang博士，已經結合了兩種先進的顯微鏡技術 - 一種將樣品擴大到原始尺寸的幾倍，另一種使用計算機捕獲人眼無法看到的東西 - 呈現(xiàn)出這種神秘結構的形象。他們的研究結果在2017年7月31日的“美國國家科學院院刊”網絡早期版本中報道，并不是他們所期望的。“這個結構比我們想象的要復雜得多，美麗得多，”Stowers研究所的調查員，該研究的資深作者R. Scott Hawley博士說。“我們認為它看起來就像一條鐵軌，但我們發(fā)現(xiàn)它實際上更像是兩條鐵軌，一條堆疊在另一條鐵軌之上。這改變了我們對這種結構及其作用的看法。”
        

        在減數(shù)分裂中，細胞復制其所有染色體，將它們配對，然后將它們分成卵或精子。這種精心編排的過程得到了聯(lián)會復合體的幫助，聯(lián)合復合體是在成對的同源染色體之間形成的蛋白質組合，并使它們保持適當?shù)膶R和位置。減數(shù)分裂期間的錯誤是導致人類流產的主要原因。
        

        幾十年來，研究酵母，蒼蠅，蠕蟲甚至一些哺乳動物的研究人員試圖仔細研究進化上保守的聯(lián)會復合體結構。去年，Stowers顯微鏡和組織學研究所的研究人員Yu和Wang分別了解了一種稱為擴展顯微鏡的新技術，該技術允許以納米級精度顯示結構。他們聯(lián)系了Hawley實驗室的博士后研究員Cahoon，他正在研究這種聯(lián)會復合體，并建議他們試一試。
        

        霍利說：“她愿意抓住機會進行實驗，即使它們存在風險。它帶來了大量的回報。” “他們所取得的成就是技術巡回演出。”首先，該團隊收集了解剖果蠅卵巢的聯(lián)會復合體樣本。他們將這些樣品嵌入特殊類型的凝膠中，加入液體，觀察樣品擴大四倍。然后，研究人員使用稱為結構照明顯微鏡的超分辨率技術研究了超大尺寸樣本。
        

        他們發(fā)現(xiàn)的是驚人的結構：結構分為兩個相同的層，在較低的分辨率下無法區(qū)分?；旧?，聯(lián)會復合體連接兩個同源染色體，每個染色體具有彼此堆疊的兩個姐妹染色單體。研究人員表明，這種復合物采用雙層方法分別連接兩個上部染色單體和兩個下部染色單體。他們創(chuàng)建了一個結構的計算機模型，顯示由兩組鐵軌連接的DNA線圈，這兩條鐵軌由作為聯(lián)會復合體一部分的四種已知蛋白質組成。雖然在這項研究中的研究人員 只看了四種蛋白質，更多的未知蛋白質也可能存在于結構中，因此還有更多細節(jié)需要填寫。
        

        “這是一個非常令人難以置信的洞察力，這是一種技術上的飛躍，使用這種新的擴展顯微鏡方法，并將其與結構化照明合并，以創(chuàng)建一種方式來查看以前尚未解決的結構，”霍利說。“我們可以學到更多東西。我們越深入到結構中，我們看到的越復雜，結構就越令人驚訝。結構提供了對功能的深刻洞察。”
        
			

			
          
        
			
        
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