Tekniken för kryo -elektronmikroskopi - för vilken MRC -forskaren Dr Richard Henderson vann ett Nobelpris tidigare denna månad - har nu använts för att lösa strukturen hos ett proteinkomplex som är kritiskt för genuttryck.

I tidningen, publicerad i Scienceopens i nytt fönster, forskarna säger att strukturen pekar på hur det mänskliga influensaviruset kan störa cellernas genuttrycksmaskineri.

Studien, ledd av Dr Lori Passmore öppnar i nytt fönster från MRC Laboratory of Molecular Biology, är den första som avslöjar strukturen för en viktig del av proteinet, kallas klyvning och polyadenyleringsfaktor (CPF).

CPF är ett komplext enzym som består av många subenheter. Kryo-elektronmikroskopi har revolutionerat forskares förmåga att upptäcka strukturen hos stora, flexibla och komplexa proteiner som detta i sin naturliga form.

Dr Lori Passmore, seniorförfattare på tidningen och gruppledare vid MRC LMB, sade:"Förstå strukturen och funktionen för intakt CPF, och hur det är monterat, har varit en central fråga inom genuttryck i decennier - det är ett så grundläggande protein men vi förstår fortfarande inte hur det fungerar. Detta var en enorm teknisk utmaning eftersom väldigt få strukturer har byggts helt från grunden med hjälp av cryo-EM-data. Vi var mycket glada över att äntligen kunna bygga den första atommodellen för strukturen för en del av CPF. "

CPF ger genuttryck dess svans

Genuttryck - att göra instruktionerna som kodas i DNA till proteiner - kräver ett antal viktiga steg. Enzymer kopierar genen och producerar en enkelsträngad version av DNA, kallas budbärar -RNA (mRNA).

MRNA kan resa ut ur cellens kärna, där DNA finns till cytoplasman där cellulära maskiner använder mRNA:s instruktioner för att montera ett protein.

CPF -enzymet är en nödvändig del av denna process - det lägger till en lång rad adenosinmolekyler, kallad en 'poly-A-svans', till slutet av varje nytt mRNA.

Denna svans är viktig eftersom svansens längd anger hur lång tid mRNA finns i cellen, och hur ofta det översätts till proteiner. Poly-A-svansen är också nödvändig för att mRNA ska transporteras ut från kärnan.

Inriktad på influensa

Virala infektioner, som influensa, mål -CPF i cellen och stör genuttryck. Forskarna identifierade en plats på CPF där ett protein från viruset kan binda på ett sätt som kan blockera CPF från att interagera med mRNA, och därigenom stoppa genuttryck i cellen till virusets fördel.

Forskarna säger att denna struktur också kommer att hjälpa dem att bättre förstå hur CPF fungerar och hur defekter i poly-A-svanstillskott bidrar till sjukdomar-inklusive β-talassemi, trombofili, och cancer.

Dr Passmore sa:"Detta har varit ett långsiktigt projekt i mitt labb och många människor har bidragit till det under de senaste sju åren. Jag minns fortfarande att jag såg de första bilderna av CPF 2010. Nu, att ha strukturen för CPF kommer att möjliggöra framtida forskning om hur detta viktiga protein fungerar i normala celler, men det öppnar också möjligheter att förstå dess roll i virusinfektioner och sjukdomar som cancer. "