低温电子显微镜有助于可视化基因调控过程的结构细节

在细胞核中，许多蛋白质与DNA分子结合以调节某些基因的活性。其中之一是TATA盒结合蛋白(TBP)，它与特定的DNA序列结合并构成读取DNA的初始信号。错误结合的TBP被一种叫做Mot1的特殊酶从DNA中去除并“回收”。这种酶属于一大类分子机器，即所谓的Swi2/Snf2重塑剂，它利用ATP的能量来破坏蛋白质-DNA键。

由LMU慕尼黑基因中心主任Karl-PeterHopfner教授领导的科学家们现在已经详细描述了这个迄今为止尚未被准确理解的置换过程。使用低温电子显微镜，研究人员生成了重塑反应的各种“快照”。这使他们能够在3D结构模型中可视化TBP位移过程的结构细节。在一次或多次通过中，Mot1抓住靠近TBP的DNA并弯曲和扭曲它，直到TBP被取代，同时也防止与DNA的任何重新结合。

这个过程显示了Swi2/Snf2重塑家族的不同工作原理：所有成员都有相同的马达，但使用方式不同，无论是重新包装DNA还是——如Mot1的情况——从DNA中完全分离蛋白质。未来，研究人员还希望将获得的知识应用于更复杂的Swi2/Snf2分子机器，这些机器在致癌或神经元发育等过程中发挥作用。