生物學家揭示旋轉(zhuǎn)酶如何解決 DNA 纏結(jié)

在您的腦海中想象一部傳統(tǒng)的“固定電話”電話，其帶有將聽筒連接到電話的盤繞線。盤繞的電話線和體內(nèi)每個細胞中儲存遺傳物質(zhì)的 DNA 雙螺旋有一個共同點：它們都超級螺旋，或者說盤繞在自己周圍，并且以難以解開的方式糾纏在一起。就 DNA 而言，如果不處理這種過度纏繞，復制 DNA 和細胞分裂等基本過程就會停止。幸運的是，細胞有一個巧妙的解決方案來仔細調(diào)節(jié) DNA 超螺旋。

在《科學》雜志上發(fā)表的一項研究中，貝勒醫(yī)學院、斯特拉斯堡大學、巴黎西岱大學和合作機構(gòu)的研究人員揭示了 DNA 旋轉(zhuǎn)酶如何解決 DNA 纏結(jié)。這些發(fā)現(xiàn)不僅為這一基本生物學機制提供了新的見解，而且具有潛在的實際應用。

旋轉(zhuǎn)酶是治療細菌感染的生物醫(yī)學靶點，類似的人類版本的酶是許多抗癌藥物的靶點。更好地了解回旋酶在分子水平上的工作原理可能會改善臨床治療。

一定的 DNA 超螺旋對于使 DNA 易于細胞讀取和復制遺傳信息至關重要，但超螺旋太少或太多都是有害的。例如，復制和讀取DNA的行為會在讀取和復制遺傳密碼的酶之前使DNA過度纏繞，從而中斷該過程。人們早就知道 DNA 旋轉(zhuǎn)酶在解開過度纏繞方面發(fā)揮著作用，但細節(jié)尚不清楚。

DNA 微環(huán)和先進成像技術(shù)揭示了解開 DNA 的第一步

“我們通常將 DNA 想象為直雙螺旋結(jié)構(gòu)，但在細胞內(nèi)部，DNA 存在于超螺旋中。了解超螺旋和參與 DNA 功能的酶之間的分子相互作用在技術(shù)上具有挑戰(zhàn)性，因此我們通常使用線性 DNA 分子來代替研究作者 Lynn Zechiedrich 博士說，他是貝勒醫(yī)學院分子病毒學和微生物學系的 Kyle 和 Josephine Morrow 主席、Verna 和 Marrs McLean 生物化學和分子藥理學系的教授。

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