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解旋酶打开DNA双链过程破解

2019-03-09 23:05:07

科技北京1月19日电 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),

解旋酶打开DNA双链过程破解

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。

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