当前位置:首页 >主题月刊>

DNA读取复制研究获进展有望找到遗传病治疗方案

来源:www.timetimetime.net 时间:2020-01-08 编辑:技巧

作者:赵河西资料来源:中国科学新闻发布日期:2019/5/23 9:27336048

选择名称:中小

脱氧核糖核酸阅读和复制研究进展;可能的遗传病治疗计划

照片来源:埃文沃登

通过深入分析脱氧核糖核酸(脱氧核糖核酸)的各种成分是如何拼接在一起的,两组科学家最近揭示了脱氧核糖核酸是如何排列和储存遗传信息的。新的研究表明,人们在基因排列上有意想不到的变化。

为了“开启”和“关闭”脱氧核糖核酸上的基因,胞内酶必须与核小体相互作用;核小体是含蛋白质的复合物,可以帮助细胞完成脱氧核糖核酸测序。其中一种酶叫做Dot1L,它的突变与儿童白血病有关。

为了帮助提高Dot1L,一种叫做泛素的小蛋白标记必须首先附着在核小体上。然而,Dot1L酶如何物理连接核小体或泛素标记一直是个谜。现在,在第一项研究中,美国约翰霍普金斯大学医学院生物物理和生物物理化学教授辛西娅沃尔伯格(Cynthia Wolberger)和实验室博士后埃文沃登(Evan Worden)终于解开了这个谜。

研究人员使用一种叫做冷冻电镜的成像工具来冷冻核小体中的分子,用Dot1L来研究它们之间的相互作用。

在最近发表在《《细胞》》杂志上的一项新研究中,他们发现了意想不到的结果:Dot1L会改变核小体的形状,使它们与Dot1L酶结合得更紧密。

用冷冻电镜拍摄的高分辨率图像揭示了核小体中心前所未有的重大变化。当Dot1L连接时,从核小体中心突出的尾部结构向上摆动,将酶固定在核小体表面,引起核小体结构的一系列其他变化。

研究人员说,这一观察将改变人们对遗传疾病的看法,因为核小体的结构变化将影响细胞获取脱氧核糖核酸的方式。沃登说:“这是一个新的切入点,甚至可能给我们带来意想不到的新发现。”

了解核小体如何通过改变其形状与Dot1L紧密结合,可以帮助科学家找到针对这种联系的新治疗方案,尤其是在治疗儿童白血病方面。

在另一项研究中,科学家专注于在人体内发生数万亿次的过程:微小的“分子机器”将细胞中的一个脱氧核糖核酸分子复制成两个,准确无误地完成了60亿个脱氧核糖核酸片段的复制。"如此精确简直难以置信,即使在如此微观的环境下也是如此."美国基础生物医学科学研究所所长詹姆斯伯杰说。

科学家用“复制品”这个词来指代复制脱氧核糖核酸的分子机器。复制品由一系列蛋白质和酶组成,它们结合在一起形成了一个脱氧核糖核酸复制机。伯杰说:“我们已经知道复制品的各个组件是如何工作的,但是我们仍然不知道它们是如何一起工作的。”

研究人员指出,复制器就像一台独立的复制机,可以将一个脱氧核糖核酸片段复制成两个。驱动这个复制器的“引擎”是直升机。解旋酶解开了脱氧核糖核酸双链的配对和螺旋结构,允许复制器获取和复制以遗传密码形式储存的分子信息。像许多汽车引擎一样,直升机机箱由六个“圆柱体”或“环”驱动,它们可以包裹住脱氧核糖核酸并沿着它的线移动。伯杰的研究团队以细菌为研究对象,发现脱氧核糖核酸酶是如何将螺旋酶环与脱氧核糖核酸结合的。在最近发表在《分子细胞》杂志上的一份报告中,科学家发现脱氧核糖核酸以其六臂结构之一与螺旋酶结合,松开螺旋酶环,打开它,并将其连接到脱氧核糖核酸链上。此时,DnaC完成了任务。

伯杰的实验室仍在研究脱氧核糖核酸如何脱离复制器复合体,螺旋酶“引擎”如何锁定复制器复合体,以及螺旋酶如何沿着脱氧核糖核酸移动。他们的研究结果将为确定抗菌治疗的解旋酶靶点奠定基础,从而进一步了解解旋酶错误突变引起的遗传疾病。(赵茜Xi)

相关论文信息:

《中国科学报》 (2019-05-23第二版国际)

相关文章
热门标签
日期归档

版权所有© 阅读时间 | 备案: 鄂ICP备12015973号-1 | www.timetimetime.net . All Rights Reserved | 网站地图