在高分辨率下可视化人类细胞中的翻译景观

科学领域:

• 分子生物学分子生物学
• 结构生物学 结构生物学
• 细胞生物学 细胞生物学

背景情况:

• 在现场了解宏分子结构对于推进生物学和人类健康至关重要.
• 以前的研究通常依赖于体外实验方法,可能缺少原生细胞背景.

研究的目的:

• 为了绘制人类蛋白质合成机械的现场结构.
• 研究人类80S核糖体在其本源细胞环境中的功能状态和相互作用.

主要方法:

• 使用自动化冷聚焦离子束 (FIB) 研磨与现场单粒子冷电子显微镜 (cryo-EM) 结合.
• 获得了人类80S核糖体的高分辨率 (2.2 Å) 共识结构.
• 分析了用特定抑制剂 (homoharringtonine,cycloheximide) 治疗的细胞的结构.

主要成果:

• 解析了人类80S核糖体的23个功能状态,大多数的分辨率优于3年.
• 观察到的结构变异,不同的离子/聚胺结合环境,以及与之相关的蛋白质 (EDF1,NACβ),通常不会在纯化核糖体中发现.
• 检测了与相关的密度,可视化了多元体中的核糖体-核糖体相互作用,并确定了与循环赫西米德的精子胺相互作用.

结论:

• 现场高分辨率的冷EM提供了前所未有的洞察力,了解原生细胞过程.
• 揭示了复杂的翻译格局和多氨酸在核糖体功能中的作用.
• 突出了研究宏分子在它们本源细胞环境中的重要性,以了解生物学.