揭示古菌FttA因子依赖型终止机制的三维结构研究——基于冷冻电镜的分子解析
终止终止是RNA聚合酶在合成RNA链的过程中结束延伸，把RNA从DNA模板上解离出来的关键步骤。这个过程对于调节基因表达、维持基因组稳定性以及RNA聚合酶的再利用至关重要。 因子转录终止终止作为普遍存在于细菌、古菌和真核生物中的一种机制，涉及特殊的转录因子，这些因子通过与RNA聚合酶和RNA的转录终止终止。 然而，尽管细菌和真核生物中的调控终止机制已得到全面的指引，古菌生命的第三域，其因子依赖型调控终止仍然缺乏深入的了解。
2024年9月25日，中国科学院上海免疫与感染研究所王程远研究组联合美国罗格斯大学Richard Ebright团队、美国科罗拉多州立大学Thomas Santangelo团队，在《自然》(Nature)上发表了一项突破性研究，题目为《古菌FttA依赖型终止复合物的结构基础》(Structural basic of archaeal FttA-dependent转录终止)。该研究通过冷冻电镜技术首次解析了古菌FttA依赖型终止复合物的结构基础三维结构，揭示了FttA因子如何介导古菌RNA聚合酶进行终止的分子。这一发现为深入理解古菌、细菌和真核生物中因子依赖型终止机制的趋同进化提供了新的视角。
研究背景与现实情况
终止终止是RNA聚合酶停止合成并释放RNA的步骤，如果这个过程发生异常，可能会导致下游基因的表达激活，RNA聚合酶重要的无法有效循环利用，甚至威胁到基因组的分裂。细胞和真核生物中的调控终止机制得到了敏感的信号。比如，细胞中的Rho因子通过结合RNA并沿着RNA分子5'→3'方向转位，施加机械力使RNA切除DNA模板，然而，古菌的因子依赖型终止终止监测尚老虎。
古菌终止因子FttA，也称为aCPSF1，是一类与真核生物整合子复合物中的INTS11亚基和CPSF73亚基具有同源性的蛋白质。它不仅具有核糖核酸内切酶和外切FttA的功能还与唯一在三大域中都存在的Spt5转录因子紧密相关，Spt5能够促进生命FttA的终止活性，但其具体机制一直不存在响亮。
解决方法与结构解析
为了揭示FttA如何介导终止，研究团队形成利用外部RNA切割和解离实验，验证了FttA、Spt5和RNA聚合酶可以具有活性的终止终止复合物。由于终止过程具有高度动态性，研究人员通过出现突变的FttA蛋白稳定复合材料，立即利用冷冻电镜技术解析了分辨率为2.2Å至2.5Å的终止的复合材料三维结构。
结构显示，FttA结合在RNA退出通道的预测，使得RNA从RNA聚合酶退出通道直接进入FttA的切割中心。Spt5的N端结合RNA聚合酶，C端则与FttA结合，发挥桥梁作用，解释了Spt5如何促进FttA介导的终止。FttA以二聚体形式存在，其中FttAprox负责RNA的切割，而FttAdist则通过与mRNA的应答增强复合物的稳定性，并寻址地识别终止信号序列。
FttA的二聚体形式大大增强了其RNA切割活性。通过核糖连接内切酶的活性，FttA首先切割RNA，然后通过外切酶活性沿着RNA分子5'→3'方向切割和转位，最终施加机械力将RNA聚合酶解离，从而完成终止。
比较三域生物的因子型依赖终止机制
该研究还进一步比较了细菌、古菌和真核生物的细胞因子依赖型缩短终止机制，发现虽然三大域的终止因子存在显着差异，但它们依赖于相似的分子机制来执行生命终止。中，Rho因子通过结合RNA并沿5'→3'方向转位，施加机械力激发终止;在古菌中，FttA通过内切酶和外切酶的双重活性激发终止;而在真核生物中，INTS11和CPSF73RNA负责的切割，并通过类似的5'→3'方向转位施加力，完成终止终止。研究提出，这些终止机制可能代表了三域生物因子依赖型终止的趋同进化模式，揭示了终止机制在生命起源与进化中的关键作用。
结论与未来展望
最近研究通过冷冻电镜解析了古菌FttA依赖型终止补充复合物的三维结构，阐明了Spt5蛋白如何介导FttA与RNA聚合酶的应答，并揭示了细菌、古菌和真核生物中因子该研究不仅为理解古菌转录终止提供了分子基础，还为探索古菌转录-翻译偶联的质量控制机制奠定了结构基础。
随着研究的深入，未来的科学家可以进一步探讨FttA与其他古菌调节因子的良好机制，揭示更多与古菌调节相关的功能和结构特点。这将有助于理解古菌生物学以及生命进化的复杂性提供了新的研究方向和思路。
温馨提示：医疗科普知识仅供参考，不作诊断依据；无行医资格切勿自行操作，若有不适请到医院就诊。
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白癜风治疗的费用贵吗？
回答：白癜风治疗的费用因多种因素而异，包括病人的具体情况、选择的治疗方案以及当地医疗机构的收费标准。常见的治疗方法包括药物治疗、光疗和手术等，费用跨度较大，从几百元到数万元不等。患者需根据自身病情和经济状况选择合适的治疗方式。此外，部分医院和保险可能会提供相应的费用减免或补贴，建议患者提前了解清楚，以便做出合理的治疗决策。 -
如何预防地中海贫血症？
回答：地中海贫血症是一种常见的遗传性疾病，主要影响红血细胞中的血红蛋白的合成。这种疾病严重影响了患者的生活质量，因此预防地中海贫血症显得尤为重要。虽然地中海贫血症难以治愈，但通过一些简单的措施，我们可以有效地降低患病的风险，提高患者的生活质量。 首先，进行基因检测是预防地中海贫血症的重要一步。地中海贫血症是一种遗传性疾病，由于父母携带有致病基因，他们的子女有可能会受到影响。因此，如果家族中存在地中海贫血症的病例，建议进行遗传咨询和基因检测，以确定患病的风险。 其次，避免近亲结婚也是预防地中海贫血症的有效方法。近亲结婚会增加携带相同致病基因的可能性，进而增加子代患病的风险。因此，避免近亲结婚有助于减少地中海贫血症的传播。 另外，产前筛查和咨询对于携带地中海贫血症致病基因的夫妇来说也非常重要。通过产前筛查，夫妇可以了解自己是否携带有致病基因，从而采取相应的措施，避免将病症传递给子女。 在日常生活中，健康的饮食也对预防地中海贫血症起着积极的作用。食物中富含铁、叶酸和维生素B12等营养物质对于维持血液健康非常重要，可以有助于减缓地中海贫血症的症状。 总的来说，预防地中海贫血症需要从遗传、生活方式以及医疗等多个方面全面考虑。及早进行基因检测、避免近亲结婚、定期进行产前筛查、保持健康饮食等措施都可以有效降低地中海贫血症的风险，帮助人们过上更健康的生活。通过科学的预防措施，我们有望减少这种疾病的患病率，为社会的健康和幸福做出贡献。 -
小儿食积如何做胃肠调理
回答：小儿时期是身体发育的重要阶段，良好的消化吸收功能对孩子的健康非常关键。由于饮食不当、过量进食或食用不易消化的食物，许多孩子可能出现食积的情况。食积不仅会影响孩子的食欲，还可能导致消化不良、腹胀、便秘等问题。本文将介绍一些针对小儿食积的胃肠调理方法。 一、合理膳食，吃得有节 1. 规律进餐：确保孩子有固定的用餐时间，避免频繁零食。同时，控制饮食量，根据孩子的年龄、体重和活动量合理安排。 2. 清淡饮食：减少油腻、辛辣、生冷的食物，多选择易消化的食物，如米粥、蒸蔬菜、水果等。同时，适量增加纤维素的摄入，有助于促进消化。 3. 细嚼慢咽：鼓励孩子细嚼慢咽，慢慢享用食物，这样有助于唾液的分泌，促进消化。 4. 少食多餐：对于有食积倾向的孩子，可以采取少食多餐的方法，每餐适量，但增加餐次，以免一次性进食过多。 二、调理饮品，促进消化 1. 生姜水：生姜具有温胃散寒、促进消化的作用。可以将生姜切片泡水，适量给孩子饮用，但要注意不要过量，以免刺激胃肠。 2. 酸奶：适量饮用酸奶可以帮助补充益生菌，促进肠道健康。但对于乳糖不耐受的孩子需谨慎。 3. 温开水：保持充足的水分摄入，尤其是温开水，能帮助促进消化，防止便秘。 三、适度运动，增强体质 1. 参与户外活动：合理安排日常活动，鼓励孩子参加户外运动、游戏等，以提高肠胃的蠕动，增强消化能力。 2. 轻松的体操：可以教孩子一些简单的肚子运动，如仰卧起坐、扭腰等，帮助促进肠道的消化功能。 四、按摩法，舒缓腹部 1. 腹部按摩：在孩子放松的状态下，可以用温暖的手掌轻轻顺时针方向按摩孩子的腹部，帮助消化，缓解不适。 2. 适度热敷：用热水袋轻轻敷在孩子的腹部，可以帮助舒缓腹痛、促进血液循环。 五、寻求专业帮助 如果孩子的食积问题持续困扰，建议及时就医，寻找专业医生的帮助。中医中常有针对食积的调理方案，例如食疗方、草药等，肠胃问题的处理应因人而异，切勿随意用药。 结语 小儿食积的调理需要从饮食、生活习惯、运动等多方面入手，家长在日常生活中要注重观察孩子的饮食状况，灵活调整。通过合理的调理方法，可以有效改善小儿的胃肠健康，促进健康成长。适度运动、营养均衡的饮食习惯，都是孩子健康成长不可或缺的重要元素。 -
皮肤癌患者能继续工作吗
回答：皮肤癌是一种常见的恶性肿瘤，随着各种因素的影响，患者的生活和工作状态可能会受到极大影响。对于许多患者来说，工作是维持生计和生活质量的重要组成部分，因此有必要探讨皮肤癌患者在治疗过程中能否继续工作的问题。 首先，皮肤癌患者是否能够继续工作取决于许多因素，包括患者的病情严重程度、治疗方案、工作性质以及工作环境等。对于早期诊断和治疗的患者，通常可以在医生的指导下继续工作，并采取必要的预防措施。对于一些病情比较严重或需要进行放疗、化疗等较为剧烈治疗的患者，可能需要暂时停工或调整工作安排。 其次，工作环境也是影响皮肤癌患者能否继续工作的重要因素之一。一些工作环境可能会暴露于紫外线、化学物质或其他有害因素，这些因素可能会对患者的病情造成不利影响。在这种情况下，患者可能需要与雇主协商调整工作环境或工作方式，以保护自己的健康。 此外，患者个人的身体状况和心理状态也是需要考虑的因素。皮肤癌患者在治疗过程中可能会面临身体不适、疼痛、焦虑等问题，这些都可能影响其工作能力和工作效率。在这种情况下，患者应当优先考虑自身的健康，并与医生和雇主进行沟通，寻求合适的解决方案。 总的来说，皮肤癌患者在治疗过程中是否能够继续工作是一个复杂的问题，需要综合考虑多种因素。重要的是患者应当听从医生的建议，根据自身情况和病情严重程度做出决定。同时，雇主和同事们也应当给予理解和支持，为患者提供必要的帮助和关怀。只有通过共同的努力和关心，才能帮助皮肤癌患者早日康复，并重新融入工作和生活中。 -
关节炎会引起肌肉僵硬吗
回答：关节炎是一种常见的慢性疾病，主要表现为关节的炎症、疼痛和肿胀。根据不同类型的关节炎，表现和症状各异，但总体来说，关节炎的影响不仅限于关节本身，还可能波及周围的肌肉组织，导致肌肉僵硬的问题。 关节炎与肌肉僵硬的关系 关节炎引起肌肉僵硬的机制主要有以下几个方面： 1. 疼痛反射：当关节受到炎症的影响时，周围的神经末梢会传递疼痛信号。这种疼痛不仅让患者减少活动，还可能促使肌肉在某个位置长期保持不动，从而导致肌肉的僵硬和紧张。 2. 运动受限：关节炎常常会导致关节的活动范围受限，这使得患者在日常生活中不得不避免某些动作。长期的限制性运动会导致肌肉的力量和柔韧性下降，进而引发肌肉僵硬。 3. 炎症反应：关节炎引发的炎症不仅影响关节，还可能影响周围的软组织，包括肌肉。肌肉组织在炎症的作用下可能变得更加紧张，也会增加僵硬感。 4. 姿势变化：为了减轻关节疼痛，患者往往会不自觉地改变身体姿势，这可能导致某些肌肉群承受不正常的压力。长时间维持这种不标准的姿势，也会造成肌肉的疲劳和僵硬。 如何缓解因关节炎引起的肌肉僵硬 如果您因关节炎而感到肌肉僵硬，以下几种方法或许能带来帮助： 1. 物理治疗：专业的物理治疗师能够根据患者的具体情况制定适合的锻炼方案，帮助改善关节活动度与肌肉的灵活性。 2. 适度锻炼：虽然疼痛可能会让人不愿意运动，但适度的锻炼非常重要。例如，游泳、步行等低冲击性的有氧运动可以有效促进血液循环，缓解肌肉僵硬。 3. 热敷与冷敷：热敷能够放松紧绷的肌肉，缓解不适感，而冷敷则有助于减轻炎症和肿胀。根据肌肉的具体情况选择适宜的方式。 4. 保持良好的姿势：注意日常生活中的姿势，避免长时间保持同一姿势，以及过度用力，可以帮助减轻肌肉的疲劳和僵硬。 5. 药物治疗：在医生的指导下，使用非甾体抗炎药（NSAIDs）等药物来缓解关节炎症和疼痛，也有助于改善肌肉的舒适度。 结语 关节炎会引起肌肉僵硬是一个复杂的问题，涉及炎症、疼痛、运动限制等多个方面。有效的管理关节炎及其引发的肌肉僵硬，需要综合考虑患者的整体健康状况、生活方式及治疗方案。若您感到持续的不适，建议及时就医，以获得专业的诊断和治疗方案。通过合理的治疗和锻炼，许多患者的肌肉僵硬症状能够得到改善，从而提升生活质量。 -
真性红细胞增多症能通过运动缓解吗
回答：近年来，随着人们生活方式的变化和社会压力的增大，一些慢性疾病开始频繁出现在人们的生活中。其中，真性红细胞增多症（Polycythemia Vera，PV）作为一种常见的血液病，给患者的生活带来很大困扰。那么，对于患有PV的患者来说，运动是否具有一定的缓解作用呢？ PV是一种骨髓疾病，其特点是由于骨髓中红细胞生成失控而导致血液中红细胞过多的情况。患有PV的患者往往会出现头痛、疲倦、晕眩、皮肤潮红等症状，严重影响生活质量。针对这种情况，一些研究表明，适量的运动可以对PV患者产生一定的缓解作用。 首先，适量的运动可以促进血液循环，加快血液流速，有助于减轻PV患者出现的头痛、疲倦等症状。通过运动，身体可以更好地运输氧气和营养物质到各个组织细胞，帮助身体更好地发挥功能。其次，运动有助于增强心脏功能，提高心肺功能，改善体内氧气供应情况，从而有助于减轻PV患者出现的症状。 当然，在进行运动时，PV患者需要注意以下几点：首先，避免过度劳累，选择适合自己身体状况的运动方式和强度，避免因运动过度导致身体不适；其次，及时补充水分，保持身体水分平衡；最后，避免在气温过高或过低的环境下进行剧烈运动，以免对身体造成额外的负担。 综上所述，适量的运动对于PV患者具有一定的缓解作用，可以帮助患者减轻症状，改善生活质量。但在进行运动时，患者需根据自身状况选择适合的运动方式和强度，并注意保护好自己的身体。希望通过运动，可以让更多的PV患者获得更好的生活体验。
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