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(xì)胞中儲存遺傳物質(zhì)的 DNA 雙螺旋有一個共同點(diǎn)：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(fù)制 DNA 和細(xì)胞分裂等基本過程就會停止。幸運(yùn)的是，細(xì)胞有一個巧妙的解決方案來仔細(xì)調(diào)節(jié) DNA 超螺旋。
在《科學(xué)》雜志上發(fā)表的一項(xiàng)研究中，貝勒醫(yī)學(xué)院、斯特拉斯堡大學(xué)、巴黎西岱大學(xué)和合作機(jī)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(xué)機(jī)制提供了新的見解，而且具有潛在的實(shí)際應(yīng)用。
旋轉(zhuǎn)酶是治療細(xì)菌感染的生物醫(yī)學(xué)靶點(diǎn)，類似的人類版本的酶是許多抗癌藥物的靶點(diǎn)。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(xì)胞讀取和復(fù)制遺傳信息至關(guān)重要，但超螺旋太少或太多都是有害的。例如，復(fù)制和讀取DNA的行為會在讀取和復(fù)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(xì)節(jié)尚不清楚。
DNA 微環(huán)和先進(jìn)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(xì)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(xué)院分子病毒學(xué)和微生物學(xué)系的 Kyle 和 Josephine Morrow 主席、Verna 和 Marrs McLean 生物化學(xué)和分子藥理學(xué)系的教授。
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