Aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób działają i komunikują się ze sobą molekuły kompleksu polimerazy zespół naukowców z Wielkiej Brytanii użył nowej technologii Cryo-EM. Dzięki tej niezwykłej formie mikroskopii elektronowej naukowcy zdołali uchwycić kompleks polimerazy III w chwili, gdy wiązała się ona z nicią DNA rozpoczynając proces transkrypcji. Niesamowite zdjęcia pokazują, że nić DNA jest rozdzielana i odczytywana przez molekularną maszynerię w komórce. - Użyliśmy ekscytującego nowego rodzaju mikroskopii - Cryo-EM, aby zrobić coś, czego naukowcy nie byli w stanie zrobić wcześniej - wyjaśnia dr Alessandro Vannini, który kierował badaniami przeprowadzonymi w Instytucie Badań nad Rakiem w Londynie. Cryo-EM pozwala osiągnąć rozdzielczośc około jednej dwudziestej tysięcznej szerokości ludzkiego włosa, czyli prawie na poziomie atomowy. Obraz tych maleńkich cząsteczek jest oszałamiający (kliknij i zobacz film). Uzyskanie pierwszego trójwymiarowego obrazu białka w rozdzielczości atomowej było możliwe dzięki technice zeszklenia pozwalającej na szybkie zamrożenie biocząsteczek w -180 ° C (-292 ° F), przy zachowaniu ich naturalnego kształtu.

Za odkrycie tak niezwykłego wynalazku ​​pionierzy tej techniki (Jacques Dubochet, Joachim Frank i Richard Henderson) otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w 2017 roku. Osiągnięce tych naukowców ma ogromne zastosowanie w praktyce, czego przykładem jest np. zbadanie powierzchni wirusa Zika. Rezultaty pracy tej niezwykłej maszyny zostaną wykorzystane także m.in. w dziedzinie farmacji - do zaprojektowania nowych leków przeciwnowotworowych. Kiedy komórki wchodzą w proces nowotworzenia, stają się oporne na ograniczenia narzucane przez systemy kontroli wzrostu i podziałów komórkowych. Oznacza to, że dochodzi do nieprzerwanej replikacji i wzrostu guza. Jednym z najważniejszych czynników wpływających na podziały komórkowe jest właśnie kompleks polimerazy, która kopiuje DNA. Obrazowanie może pomóc naukowcom zaprojektować leki, które włączają lub wyłączają system kontroli komórek, potencjalnie zapewniając nowy sposób tłumienia wzrostu guzów. - Cryo-EM rewolucjonizuje biologię molekularną i komórkową, pozwalając nam szczegółowo przyjrzeć się maszynom molekularnym w komórkach i ich działaniu. Technika ta pomaga naukowcom odkryć słabe punkty w komórkach nowotworowych, które mogą być celem nowej generacji leków - wyjaśnia prof. Paul Workman, dyrektor naczelny Instytutu Badań nad Rakiem w Lodnynie.

Badacze mają zatem nadzieję, że dzięki obrazom uzyskanym przez Cryo-EM i dokładnemu zrozumieniu działania kompleksu polimerazy RNA III badania m.in. w dziedzinie onkologii w szybkim tempie doprowadzą do opracowania nowych metod leczenia pacjentów.