解旋酶打开 DNA 双链过程破解 生命繁殖之谜将获得更深入认知

美国温安洛研究所近日发布公告称,该所科学家和洛克菲勒大学合作,成功破解 CMG 解旋酶参与真核生物内 DNA(脱氧核糖核酸)复制的结构过程,并首次观察到其与 DNA 间的相互作用。这项发表在美国《国家科学院学报》上的最新研究,为生命繁殖之谜提供了全新注解。

温安洛研究所教授李慧琳(音译)从酵母生物体内提纯出 CMG 解旋酶(这些酵母常用于包括人类在内的高等真核生物的研究),然后利用洛克菲勒大学低温电子显微镜拍摄出 CMG 解旋酶在 DNA 复制中的结构图像。

CMG 解旋酶能像拉链一样将 DNA 双螺旋打开,在 DNA 复制中扮演关键角色,而 DNA 复制是生命繁殖的基本过程。过去认为,解旋酶中碳环优先于氮环与双链 DNA 作用,但这次对 DNA 双链解旋过程拍摄的图像显示,解旋酶极性完全相反,氮链比碳链更先与双链 DNA 作用。新研究逆转了人们对解旋酶作用的长期观点,这些结果将帮助科学家对地球上高级生命如何繁殖获得更全面了解。

研究人员解释道,过去研究在揭示与 DNA 复制相关的酶和蛋白分子结构和功能方面成果颇丰,但 DNA 双螺旋结构发现 50 多年来,人们对解旋酶在 DNA 复制中活性的认知极其匮乏。这次研究向前跨出了一大步,为了解 DNA 复制背后的核心驱动机制提供了原理图。此外,包括癌症、贫血等在内的 40 多种疾病与 DNA 复制失误有关,该研究成果有助于开发出防治这些疾病的全新疗法。

李慧琳教授表示,他们研究所最近将安装功能强大的先进低温电子显微镜,未来发现和认识这些基本生物过程的研究步伐必将迈得更快。

(责任编辑:sgx)

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