转录和翻译是基因表达的关键过程，受到广泛的调控。在真核生物和原核生物中，RNA聚合酶（RNA polymerase, RNAP）调控的转录延伸过程中会不时发生转录暂停，这将引导新生RNA链正确折叠，配合RNA合成与“加帽”、剪接、甲基化修饰，促进核糖核苷酸的正确折叠，作为转录阻滞和终止的前体，以及在细菌中“偶联”转录和翻译过程。RNAP与DNA和RNA序列的结合能够起始***初的短暂停顿，这个过程仅持续几秒钟，但这些短暂停顿能够成为长时间转录暂停的前体。例如，一个RNA发夹能够通过与RNAP的变构结合稳定短暂停顿，使RNAP处于一种静息的“旋转”状态，抑制trigger loop（TL）的折叠。另一种暂停方式为“原路返回”（backtracking），当RNAP结合错误的rNTP时，当它遇到物理障碍时，或者当它在光镊子实验中遇到阻碍负载时，RANP会发生原路返回，RNAP需要返回到初始位置或者切割掉合成的RNA才能从这种状态中恢复正常，这个过程需要转录因子GreA和GreB的协助。

来自加利福尼亚大学伯克利分校的Carlos Bustamante和Eva Nogales团队在Cell杂志发表了他们***新的研究成果，题目是 A trailing ribosome speeds up RNA polymerase at the expense of transcript fidelity via force and allostery ，他们在细菌中探究了转录-翻译偶联发生的分子动力学机制，以及偶联对基因转录暂停的影响，并通过冷冻电镜对RNAP的构象进行了解析。

为了研究转录-翻译偶联的分子机制，研究人员利用了pyrL序列对pyrBI（pyrimidine biosynthetic operon）基因的调控作用需要一定浓度的rUTP，当rUTP浓度不足时，RNAP会在需要U的模板位置发生暂停。利用这一原理，研究人员分别设计了有或者没有翻译发生以及偶联发生的实验体系，标记为+coupling和-coupling，在这个体外体系中，+coupling体系中添加了20种氨基酸，20种tRNA合成酶，所有的tRNA以及翻译延伸所需要的Tu，G，和Ts，而在-coupling体系中则删除了20种氨基酸。因此，这两种体系可以模拟仅仅因为核糖体是否存在引起的变化。利用这个体系，研究人员观察到了以前报道的发夹暂停位点（hairpin pause, HP）以及终止位点（termination sites），除此之外，研究人员还发现了一个新的暂停位点，命名为P1。

研究人员采用了一个计算公式来分析转录暂停的动力学变化，暂停效率E=kp/(kp+kn)，其中kp表示进入暂停的速度，kn表示延伸速度，利用这个公式，研究人员对P1暂停位点动力学变化进行了分析计算。分析结果显示，在-coupling体系中，42.7%的RNAP在P1位点发生转录暂停，而在+coupling体系中，这个比率下降为23.2%，说明核糖体能够拯救部分处于暂停状态的RNAP，但根据计算只有大约46%（（42.7-23.2）/42.7）的RNAP被拯救了，不是所有的暂停RNAP都能被核糖体所拯救。

研究人员还发现，+coupling 组中RNAP到达HP位点的时间比-coupling组中RNAP到达HP位点的时间短1.7倍，说明核糖体加快了转录速度。核糖体不仅降低了HP位点转录暂停的效率，也降低了终止效率。在HP位点和终止位点，研究人员假定，核糖体可能解开了发夹结构，或者阻止其形成。为了探寻原因，研究人员利用光镊子给RNA施加了15 pN的助力，这个力足够解开大部分二级结构，在这个力的作用下，所有的RNAP都通过了终止位点，当这个力降低到5 pN时，只有8%的RNAP能够通过终止位点。这说明，偶联的核糖体能够降低各种形式的RNAP暂停。

研究人员计算了RNAP在P1和HP位点暂停的时间，发现核糖体能够降低RNAP通过P1和HP的时间，另外，光镊子实验中，在向前助力作用下P1位点暂停的持续时间比向后阻力作用下稍长，说明P1位点的转录暂停是由于RNAP的超级易位造成的。

研究人员还发现，偶联在促进转录速度的同时，却使得错配发生的速率从-coupling体系中的16%增加到+coupling体系中的23%。偶联抑制了RNAP在RNA上的“原路返回”过程，同时抑制了错误修复的机会，导致错配发生。

通过冷冻电镜分析核糖体存在情况下RNAPTTC的结构特征，结果表明RNAPTTC处于一种易位后的状态，这种状态能够允许rU-dG错配的发生，而没有核糖体偶联的RNAPFree则是处于“原路返回”状态。

ctDNA的提取在肿瘤筛查中，是重要的前置步骤。目前常用的提取方法是利用生物磁珠，主要是硅羟基磁珠或羧基磁珠对血清血浆的ctDNA进行提取，由于磁珠的粒径小，比表面积大，在特定提取缓冲液中，对核酸的吸附会更加灵敏，相比于其他方法，使用生物磁珠对进行ctDNA提取得率会更高，检测灵敏度和检出限也会更合适，搭配核酸提取仪，更能实现全程自动化的提取。