一种生物机制能解DNA打结!

文章作者:bianji3 | 2018-05-11
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       DNA是一种长链聚合物,组成单位为四种脱氧核苷酸,即:腺嘌呤脱氧核苷酸(dAMP )、胸腺嘧啶脱氧核苷酸(dTMP )、胞嘧啶脱氧核苷酸(dCMP )、鸟嘌呤脱氧核苷酸(dGMP )。   据美国麻省理工学院(MIT)官网近日消息称,MIT科学家首次发现一种生物机制能控制DNA分子扭结,其证明同一个DNA分子上的扭结,可以从静止转变为移动状态。该成果将能提高基因测序技术的精确性。DNA作为经典的多聚长链分子,和自然界一切又长又细的物品一样, 具有自我成结的“特性”。

  这种DNA扭结也存在于活细胞中,但细胞也自带特异性的拓扑酶可以“解开”这种打结。而MIT团队此次提出了一种新方法,可解开细胞外DNA的扭结。

     该研究领导者、MIT化学家帕特里克⋅多伊勒及其团队,长期以来致力于高分子扭结的物理学研究。DNA在显微镜下比较容易观察,本身特性使其容易打结,于是成了他们的重要研究对象。此次,团队借助特别的DNA分子伸展技术,以及对DNA扭结进行成像观察,首次发现了一种生物机制,其能决定DNA扭结在核酸链上的移动或静止状态。

  帕特里克⋅多伊勒表示,高分子物理学家们曾推测这些扭结可以固定住,却没有好的模型系统来验证这一点。而这一次,他们证明了同一个DNA分子上的扭结,可以从静止转变为移动状态。一旦改变环境,扭结就停下来;同理,也可以让静止的扭结重新动起来。

  美国德克萨斯大学奥斯汀分校科学家德米特里提⋅马卡洛夫表示,这项实验首次证明了DNA扭结就像日常中的绳结一样,可以在张力下被固定。同时,该实验为研究分子水平的摩擦力提供了重要启发,而此前人们一直仍对该现象缺乏足够了解。

       这一发现提供了解开DNA扭结的希望,不仅可以帮助研究者们提高基因测序技术的精确性,还能促进DNA扭结的形成,减慢DNA分子通过测序系统时的速度,从而提升测序技术的能力。

  生命是纠结的。生物学家早就知道,像所有绳链一样,DNA也会缠绕成难解的疙瘩。但只有专门研究它的化学家,才能讲清楚这种最小绳结的形态和运动方式,并且帮助我们更好地观察DNA。这再次证明化学与生物学的难解之缘。

 

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