我國科學家的一項最新研究，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》雜志刊登了相關(guān)研究論文。

在植物細胞中，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)和工作機制已陸續(xù)得到解析，都可以憑一己之力單獨完成“轉(zhuǎn)錄”任務。

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)機器“小伙伴”的支持，才能完成“轉(zhuǎn)錄”任務。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?科學家一直不清楚。

中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心張余、王佳偉兩個研究團隊和浙江大學馮鈺團隊合作，創(chuàng)新性地開發(fā)了基于植物懸浮細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的獨特分子機制。

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，從而幫助植物細胞順利完成下一步工作。

業(yè)內(nèi)專家認為，這一最新研究成功解析了高等植物的第四個RNA聚合酶結(jié)構(gòu)，揭示了雙RNA聚合酶復合物的獨特構(gòu)造和協(xié)同工作機制，提出了轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)機器的新型工作模式，是分子生物學和植物科學基礎前沿領域的一項重大突破。(張建松)