在今天發(fā)表在《科學進展》上的一篇論文中，加州大學歐文分?；瘜W系和物理與天文學系的研究人員揭示了一種使 DNA 測序成為可能的關(guān)鍵酶的新細節(jié)。這一發(fā)現(xiàn)是向個性化醫(yī)療時代的一次飛躍，屆時醫(yī)生將能夠根據(jù)個體患者的基因組設(shè)計治療方法。
“酶通過催化化學轉(zhuǎn)化使生命成為可能，否則這些轉(zhuǎn)化對生物體來說只需要很長時間，”UCI 化學教授、新研究的共同通訊作者格雷格·韋斯 (Greg Weiss) 說。“我們真正感興趣的轉(zhuǎn)變之一對地球上的所有生命都是必不可少的——這是復制和修復 DNA 的過程。”
UCI 領(lǐng)導的團隊研究的分子是一種稱為 Taq 的酶，該名稱來源于它首次發(fā)現(xiàn)的微生物，水生生物。Taq 復制 DNA。聚合酶鏈式反應(yīng)是一種從法醫(yī)到 PCR 檢測以檢測 的數(shù)千種用途的技術(shù)，它利用了 Taq。
UCI 領(lǐng)導的團隊發(fā)現(xiàn)，Taq 有助于制造新的 DNA 副本，其行為與科學家之前的想法完全不同。韋斯解釋說，這種酶不像一臺運轉(zhuǎn)良好、高效的機器不斷地生產(chǎn) DNA 拷貝，而是像一個不分青紅皂白的購物者，在商店的過道上巡視，把他們看到的所有東西都扔進購物車。
“這種酶不是仔細選擇每一塊添加到 DNA 鏈中，而是為成功添加的每一塊捕獲數(shù)十個不合適的位置，”Weiss 說。“就像購物者檢查購物清單上的物品一樣，這種酶會根據(jù)它試圖復制的 DNA 序列測試每個部分。”
眾所周知，Taq 拒絕任何落入其眾所周知的購物車的錯誤物品——畢竟，拒絕是成功復制 DNA 序列的關(guān)鍵。新工作中令人驚訝的是 Taq 拒絕正確堿基的頻率。“這相當于一個購物者拿起半打相同的西紅柿罐頭，將它們放入購物車，并在只需要一個罐頭時對它們進行測試。”
帶回家的信息：Taq 的工作效率遠遠低于其應(yīng)有的效率。
這項新研究的共同通訊作者、UCI 物理與天文學系教授菲利普·柯林斯解釋說，這一發(fā)現(xiàn)是朝著徹底改變醫(yī)療保健的飛躍。這是因為如果科學家了解 Taq 的功能，那么他們就可以更好地了解一個人的測序基因組到底有多準確。
“每個人的基因組都略有不同，”柯林斯說，“在不同的地方有不同的突變。其中一些對疾病負責，而另一些則完全不負責。要真正了解這些差異是否重要或醫(yī)療保健—— - 為了正確開藥 - 你需要準確地了解差異。”
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