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看着分子机器在工作

2019-01-17 10:00:49 • 来源：

当一个细胞分裂为两个 - 这就是所有生命形式的传播方式 - 新生的女儿细胞必须配备他们在微小生命中所需要的一切。最重要的是，他们从母细胞中继承了遗传信息的完整副本。如果不是这种情况，因为错误数量的染色体 - 遗传信息存储在其上 - 在细胞分裂过程中被传递，子细胞通常不会存活，或者更糟，导致癌症或病症等疾病的发展。如唐氏综合症。

看着分子机器在工作

因此，正确分离染色体非常重要，细胞使用复杂的分子来进行这一过程。现在，维也纳分子病理学研究所的Jan-Michael Peters，哥廷根马克斯普朗克生物物理化学研究所的Holger Stark以及St. Jude的Brenda Schulman阐明了这些“ 分子机器 ”之一的工作原理孟菲斯儿童研究医院。他们描述了一系列已经在今年已发表论文四篇，他们的发现PNAS，细胞和分子细胞。

前所未有的分辨率揭示了分子细节

与人类一样，细胞使用机器来执行他们面临的复杂任务，例如染色体分离。这些分子机器通常与人造设备一样复杂，但由于它们的尺寸极小，因此它们的工作方式更难以理解。虽然工程师可以相对容易地研究人造机器或将其拆开以弄清楚它是如何工作的，但分子机器的尺寸通常只有千分之一毫米。这使得科学家难以理解这些分子是如何起作用的。

“如果真的可以看一下分子机器，就会更容易理解它们是如何工作的”，IMP导演Jan-Michael Peters解释道。现在，用于生成这些分子机器的合成形式的新技术已经成为可能。最近在IMP开发的新技术使得通过系统地操作它们来测试这些复杂分子的功能是可能的。再加上一种新的电子显微镜技术，将分辨率降低到原子水平 - 事实上科学家现在能够直接看到这些机器。为此，它们首先在非常低的温度下冷冻，然后用可以用前所未有的精确度的新探测器测量的电子束进行分析。通过这些方法，现在可以看到由微小蛋白质分子构建的机器，

分子复合物自行开启

Brenda Schulman，Holger Stark和Jan-Michael Peters的团队已经应用这些方法来可视化一种名为APC / C的分子机器。“APC / C启动染色体分离，它只在母细胞完成了细胞分裂所需的所有其他步骤后才这样做。我们知道所有这一切，因为否则染色体数目错误的子细胞将会诞生 - 带来灾难性后果“Jan-Michael Peters解释说，”但我们不知道APC / C是如何在正确的时间开启的“。

Brenda Schulman，Holger Stark和Jan-Michael Peters的工作现在可以在APC / C机器开启前后直接显示。“有趣的是，这表明APC / C可以自行开启，就像智能​​混合动力汽车知道何时从电动车转向燃气发动机或反之亦然”，Brenda Schulman说。霍尔格·斯塔克补充说：“如果没有能够通过电子显微镜直接看到APC / C ，我们就无法找到它们”。“在未来，新技术将使我们能够在一个我们迄今为止梦寐以求的水平上可视化和理解分子过程。” 从长远来看，科学家们希望他们的工作有助于理解染色体分离中的错误 并且可以预防由它们引起的疾病和综合症。

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