一個(gè)荷蘭人領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際性研究組在分子水平上破解了自然釋放DNA中積累起來(lái)的扭曲張力的機(jī)制,。來(lái)自Delft理工大學(xué),、Ecole Normale Superieure和Sloan-Kettering研究所的研究人員將他們的發(fā)現(xiàn)公布在3月31日的《自然》雜志上,并成為這一期雜志的封面,。
IB型拓?fù)洚悩?gòu)酶能夠釋放DNA鏈中積累的扭力,。研究過(guò)程中,研究人員能夠在分子水平上跟蹤一個(gè)單個(gè)的拓?fù)洚悩?gòu)酶分子一段時(shí)間內(nèi)在單個(gè)DNA分子上的活動(dòng),。拓?fù)洚悩?gòu)酶能夠夾著DNA,、切開(kāi)兩個(gè)DNA鏈中的一個(gè)并使DNA在與粘性末端重新結(jié)合在一起前變得舒展。在靈敏的檢測(cè)儀器的幫助下,,研究人員能夠測(cè)量不同參數(shù),,如在酶空腔中的旋轉(zhuǎn)的DNA的摩擦力。這項(xiàng)研究對(duì)DNA和這種酶之間的相互作用有了新的了解,。
DNA的兩個(gè)單鏈紐在一起并形成雙螺旋結(jié)構(gòu),,而雙鏈的堿基對(duì)序列儲(chǔ)存著遺傳信息。在細(xì)胞分裂過(guò)程中,,遺傳物質(zhì)被復(fù)制并且負(fù)責(zé)復(fù)制的酶必須能夠?qū)⑦@些堿基序列轉(zhuǎn)錄,。但是要實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程就必須將需要轉(zhuǎn)錄的DNA部分變直。這種纏繞和舒展共存的DNA分子中產(chǎn)生了扭力,,其扭力的大小隨著細(xì)胞分裂過(guò)程的發(fā)展而增加,。這種力能夠延遲細(xì)胞分裂過(guò)程并且在一些情況下甚至終止分裂,而IB型拓?fù)洚悩?gòu)酶則能減少這些扭力,。
這種酶釋放DNA扭力的步驟如下:拓?fù)洚悩?gòu)酶先像夾子一樣夾住雙鏈DNA,,然后瞬時(shí)穿過(guò)兩條DNA鏈中的其中一條。DNA分子中積累的這種扭力然后在完整鏈附近被消磨掉,。在旋轉(zhuǎn)之后,,這種酶再次緊緊抓住旋轉(zhuǎn)的DNA并將斷裂的鏈重新粘連起來(lái)。研究人員能夠測(cè)定出這種拓?fù)洚悩?gòu)酶在剪切和粘連過(guò)程之間卸掉的超螺旋的確切數(shù)目,。
IB型拓?fù)洚悩?gòu)酶工作的精確機(jī)制還對(duì)癌癥研究有重要意義,。能夠抑制IB拓?fù)洚悩?gòu)酶功能的藥物已在臨床上有所使用,,但它們的使用可能在獲得這些發(fā)現(xiàn)后得到改善(記者楊淑娟)。