一個荷蘭人領(lǐng)導(dǎo)的國際性研究組在分子水平上破解了自然釋放DNA中積累起來的扭曲張力的機制。來自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,。研究過程中,，研究人員能夠在分子水平上跟蹤一個單個的拓?fù)洚悩?gòu)酶分子一段時間內(nèi)在單個DNA分子上的活動。拓?fù)洚悩?gòu)酶能夠夾著DNA,、切開兩個DNA鏈中的一個并使DNA在與粘性末端重新結(jié)合在一起前變得舒展,。在靈敏的檢測儀器的幫助下，研究人員能夠測量不同參數(shù),，如在酶空腔中的旋轉(zhuǎn)的DNA的摩擦力,。這項研究對DNA和這種酶之間的相互作用有了新的了解。

    DNA的兩個單鏈紐在一起并形成雙螺旋結(jié)構(gòu),，而雙鏈的堿基對序列儲存著遺傳信息,。在細(xì)胞分裂過程中，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,。但是要實現(xiàn)這個過程就必須將需要轉(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)胞分裂過程的發(fā)展而增加,。這種力能夠延遲細(xì)胞分裂過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,，然后瞬時穿過兩條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,。研究人員能夠測定出這種拓?fù)洚悩?gòu)酶在剪切和粘連過程之間卸掉的超螺旋的確切數(shù)目,。

    IB型拓?fù)洚悩?gòu)酶工作的精確機制還對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）,。