科学家动态捕捉细胞内部：转录翻译如何“联手”作业？

DNA，这一生命蓝图的载体，在生物体内扮演着决定细胞形态与功能的核心角色。其信息的传递，始于DNA被RNA聚合酶转录为RNA的过程，这一过程被形象地称为“转录”。随后，核糖体这一微观世界的“翻译官”，会读取RNA携带的遗传信息，并据此合成蛋白质，这一过程则被称为“翻译”。

在人体细胞中，转录与翻译这两个生命活动被巧妙地分隔在不同的空间进行：DNA在细胞核内完成转录，生成的RNA则被送往细胞质中进行翻译。然而，在细菌这类结构相对简单的生物中，由于缺乏细胞核的界限，转录与翻译不仅在同一空间内发生，甚至能够同时进行，展现了生命机制的灵活与高效。

尽管科学家们对转录和翻译各自的过程已有深入研究，但两者之间的相互作用机制却一直是个谜。传统的研究手段，如冷冻电子显微镜，由于需要冻结样本，只能提供静态的图像，无法揭示动态的生命过程。

为了揭开这一谜团，EMBL的杜斯研究团队创新性地模拟了细胞环境，利用单分子多色荧光显微技术，首次动态地观察到了RNA聚合酶与核糖体之间的交互过程。他们巧妙地将这两种分子标记上荧光探针，当它们发生相互作用时，就会发出荧光信号，从而被显微镜实时捕捉。

研究结果显示，RNA链就像一座桥梁，连接着RNA聚合酶与核糖体这两个分子机器，使它们能够在保持一定距离的同时，实现高效的协作。更令人惊讶的是，当翻译过程与转录过程同时进行时，转录的效率会显著提高，这揭示了生命活动中复杂而精细的调控机制。

“能够亲眼目睹这些生命过程如何协同工作，真是太令人激动了。”杜斯感慨道，“这种合作产生了许多我们之前无法预测的新行为，为我们理解生命的基本规律提供了新的视角。”

杜斯团队的研究不仅深化了我们对细菌生命过程的理解，还为抗生素的开发提供了新的思路。当前，抗生素耐药性问题已成为全球健康领域的重大挑战。通过同时针对RNA聚合酶与核糖体这两个分子机器进行干预，有望打破传统抗生素的耐药机制，为治疗感染性疾病提供新的策略。