科学家成功制作出了人类细胞的一部分：核糖体的三维模型

人体细胞中含有核糖体，这是一种复杂的机器，为身体其他部分制造蛋白质。现在，研究人员更接近于了解核糖体是如何工作的。"我们能直观地看到核糖体的原子细节，这太神奇了。因为它们非常微小--大约20-30纳米"。诺和诺德基金会蛋白质研究中心的伊娃-库默（Eva Kummer）副教授如是说，她是这项发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上的新研究的负责人。

核糖体小知识： 核糖体是人体细胞的一部分，由核糖体RNA和核糖体蛋白组成。 核糖体就像一个工厂，按照基因中固有的一系列指令制造蛋白质。 核糖体漂浮在细胞的细胞质、细胞器（如线粒体）或细菌的原生质中。

伊娃-库默（Eva Kummer）和她的同事姜阮（Giang Nguyen）、克里斯蒂娜-里特（Christina Ritter）利用电子显微镜成功制作出了人体细胞一部分--核糖体--的三维模型，其直径不超过 30 纳米。

更具体地说，他们拍摄了核糖体制造过程的快照。了解核糖体的构造和工作原理非常重要，因为它是人类和所有其他生物体内产生蛋白质的唯一细胞微粒。没有蛋白质，生命将不复存在。蛋白质是构成人体的主要成分。你的心脏、肺部、大脑，基本上整个身体都是由核糖体产生的蛋白质构成的。

伊娃-库默尔说："从外观上看，人体非常简单，但仔细想想，人体的每一部分都由数百万个分子组成，这些分子极其复杂，而且它们都知道该做什么--这真是令人叹为观止。"

核糖体复杂的组装过程。图片来源：Eva Kummer

在核糖体开始生产蛋白质之前，它们首先需要由 80 多种不同的成分组装而成。伊娃-库默及其同事获得了核糖体组装三个不同阶段的三维模型。

"它是一种复杂的粒子，有许多不同的部分--许多蛋白质和 RNA 成分--必须折叠、组装并移动到正确的位置。这一切并非一蹴而就。核糖体的组装是一个渐进的过程，涉及几个阶段，"她解释说。

伊娃-库默尔认为，在这三个阶段中，描述装配最早时间点的三维模型最为有趣，因为以前没有人能够描述它："在这一阶段，我们可以知道，例如，一种名为 GTPBP10 的特定蛋白质渴望与一种所谓的 RNA 成分相互作用，这种 RNA 成分会形成一个长螺旋，"她补充说："事实上，螺旋的底部是核糖体的催化中心，也就是制造蛋白质的地方。因此，正确折叠和放置螺旋非常重要。"

为此，GTPBP10 会抓住螺旋，并将其置于蛋白质合成的正确位置。

这只是这项新研究揭示的核糖体组装众多阶段中的一个阶段--这种洞察力可能会为了解各种疾病的更多知识铺平道路。

"核糖体组装的错误严重削弱了细胞制造蛋白质的能力。例如，蛋白质能将食物中的能量转化为'能量币'，供身体运行各种细胞过程。现在，如果线粒体核糖体不工作，我们的身体就无法再产生足够的能量币，从而导致神经退行性疾病和心脏病等疾病。在衰老过程中，这些'能量币'的生产效率也会越来越低。第一步是了解事情是如何运作的。只有这样，我们才能尝试改变它们"。

编译自:ScitechDaily