我國科學(xué)家的一項(xiàng)最新研究，成功揭示了高等植物第四種RNA聚合酶的奧秘。12月24日，國際權(quán)威期刊《科學(xué)》雜志刊登了相關(guān)研究論文。
在植物細(xì)胞中，RNA聚合酶的作用是將基因組DNA攜帶的遺傳信息，轉(zhuǎn)錄到RNA分子上。在生命的演化過程中，高等植物共形成了五種RNA聚合酶。其中，有三種RNA聚合酶的三維結(jié)構(gòu)和工作機(jī)制已陸續(xù)得到解析，都可以憑一己之力單獨(dú)完成“轉(zhuǎn)錄”任務(wù)。
以往的研究發(fā)現(xiàn)，高等植物的第四種RNA聚合酶必須得到一位名叫“RDR2”的蛋白質(zhì)機(jī)器“小伙伴”的支持，才能完成“轉(zhuǎn)錄”任務(wù)。RNA聚合酶IV與“小伙伴”RDR2之間內(nèi)部構(gòu)造如何、如何協(xié)同工作?科學(xué)家一直不清楚。
中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心張余、王佳偉兩個(gè)研究團(tuán)隊(duì)和浙江大學(xué)馮鈺團(tuán)隊(duì)合作，創(chuàng)新性地開發(fā)了基于植物懸浮細(xì)胞的蛋白分離純化方法，成功解析了RNA聚合酶IV與“小伙伴”RDR2蛋白復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)，并提出了二者以雙鏈DNA為模板、合成雙鏈RNA的獨(dú)特分子機(jī)制。
研究發(fā)現(xiàn)，RNA聚合酶IV與“小伙伴”RDR2的合作非常聰明，雙方有一條內(nèi)部的“秘密通道”。RNA聚合酶IV以雙鏈DNA為模板，合成出單鏈RNA，通過內(nèi)部的“秘密通道”傳送給“小伙伴”RDR2;“小伙伴”RDR2則直接以單鏈RNA為模板，合成雙鏈RNA。“兩人”攜手合作，就可以連續(xù)高效地合成雙鏈RNA，從而幫助植物細(xì)胞順利完成下一步工作。
業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，這一最新研究成功解析了高等植物的第四個(gè)RNA聚合酶結(jié)構(gòu)，揭示了雙RNA聚合酶復(fù)合物的獨(dú)特構(gòu)造和協(xié)同工作機(jī)制，提出了轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)機(jī)器的新型工作模式，是分子生物學(xué)和植物科學(xué)基礎(chǔ)前沿領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破。(張建松)
