DNA，這一生命藍(lán)圖的載體，在生物體內(nèi)扮演著決定細(xì)胞形態(tài)與功能的核心角色。其信息的傳遞，始于DNA被RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄為RNA的過程，這一過程被形象地稱為“轉(zhuǎn)錄”。隨后，核糖體這一微觀世界的“翻譯官”，會(huì)讀取RNA攜帶的遺傳信息，并據(jù)此合成蛋白質(zhì)，這一過程則被稱為“翻譯”。

在人體細(xì)胞中，轉(zhuǎn)錄與翻譯這兩個(gè)生命活動(dòng)被巧妙地分隔在不同的空間進(jìn)行：DNA在細(xì)胞核內(nèi)完成轉(zhuǎn)錄，生成的RNA則被送往細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行翻譯。然而，在細(xì)菌這類結(jié)構(gòu)相對簡單的生物中，由于缺乏細(xì)胞核的界限，轉(zhuǎn)錄與翻譯不僅在同一空間內(nèi)發(fā)生，甚至能夠同時(shí)進(jìn)行，展現(xiàn)了生命機(jī)制的靈活與高效。

盡管科學(xué)家們對轉(zhuǎn)錄和翻譯各自的過程已有深入研究，但兩者之間的相互作用機(jī)制卻一直是個(gè)謎。傳統(tǒng)的研究手段，如冷凍電子顯微鏡，由于需要凍結(jié)樣本，只能提供靜態(tài)的圖像，無法揭示動(dòng)態(tài)的生命過程。

為了揭開這一謎團(tuán)，EMBL的杜斯研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地模擬了細(xì)胞環(huán)境，利用單分子多色熒光顯微技術(shù)，首次動(dòng)態(tài)地觀察到了RNA聚合酶與核糖體之間的交互過程。他們巧妙地將這兩種分子標(biāo)記上熒光探針，當(dāng)它們發(fā)生相互作用時(shí)，就會(huì)發(fā)出熒光信號，從而被顯微鏡實(shí)時(shí)捕捉。

研究結(jié)果顯示，RNA鏈就像一座橋梁，連接著RNA聚合酶與核糖體這兩個(gè)分子機(jī)器，使它們能夠在保持一定距離的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高效的協(xié)作。更令人驚訝的是，當(dāng)翻譯過程與轉(zhuǎn)錄過程同時(shí)進(jìn)行時(shí)，轉(zhuǎn)錄的效率會(huì)顯著提高，這揭示了生命活動(dòng)中復(fù)雜而精細(xì)的調(diào)控機(jī)制。

“能夠親眼目睹這些生命過程如何協(xié)同工作，真是太令人激動(dòng)了。”杜斯感慨道，“這種合作產(chǎn)生了許多我們之前無法預(yù)測的新行為，為我們理解生命的基本規(guī)律提供了新的視角?！?/p>

杜斯團(tuán)隊(duì)的研究不僅深化了我們對細(xì)菌生命過程的理解，還為抗生素的開發(fā)提供了新的思路。當(dāng)前，抗生素耐藥性問題已成為全球健康領(lǐng)域的重大挑戰(zhàn)。通過同時(shí)針對RNA聚合酶與核糖體這兩個(gè)分子機(jī)器進(jìn)行干預(yù)，有望打破傳統(tǒng)抗生素的耐藥機(jī)制，為治療感染性疾病提供新的策略。