研究人员创建了DNA'复制叉'的第一个模型

人类细胞每天都会使他们的DNA数十亿次拷贝,这是一个重要的过程,生命本身取决于。然而,科学家无法完全理解细胞在复制其两半之前如何解压缩双链DNA分子。洛克菲勒的新工作可能有助于改变这一点。

首次,研究人员 Michael O'Donnell.s DNA复制实验室 已经建立了一种模型,可以使科学家能够研究“复制叉子” - DNA分子在中间分裂的程度,以便创建每侧的精确副本。

“作为一个研究工具,我们的模型可以帮助科学家更好地满足关于细胞划分的基本生物学问题,以及导致癌症等疾病的错误的性质,”O'Donnell说。 “关于DNA复制的机制有大量假设,但直到现在现在无法使用具有纯蛋白质的定义系统进行研究的过程。”

7月6日在杂志上发布的调查结果 自然结构和分子生物学,专注于真核细胞。所有多细胞寿命,包括人类,是真核生物。单细胞原核生物演化了一种复制其DNA的不同方法。为了研究Replication Fork,O'Donnell和他的实验室需要在一个简单的模型中重新创建过程。在试管中,它们将一组称为核苷酸的DNA构建块,是一种双链DNA分子和对该方法必不可少的酶。这些酶来自酵母菌,这是真核生物。

根据O'Donnell的说法,团队的技术可能允许研究人员重建生化事件,直到现在,难以或不可能详细研究。例如,科学家知道一些可谓的信息,称为 表观遗传信息,未在DNA中编码,而是在于对与DNA相关的蛋白质的修饰。然而,这种信息如何传递仍然是一个谜。科学家们也不知道当复制叉时遇到损坏的DNA区域时会发生什么,因为它在分子的长度下行驶。

这些过程对研究疾病等疾病的研究具有直接影响,这可能来自DNA损伤或表观遗传遗传问题。

科学家已经知道复制叉作为许多蛋白质的复合物组装,可以放松并将DNA分成两个单独的股线。新出现的复制叉看起来很像拉链开口,其中蛋白质复合物在拉链滑块的作用和分离的DNA分子的两条线上出现像开口拉链的两排齿。拉链的每一侧都成为子股线的模板,但是机械师根据侧面而不同。

O'Donnell的实验室的研究人员仔细研究了这一必要的不对称,这是因为两条双链DNA的股线适合头部到尾部。但由于复制只能在一个方向上进步,因此两个子股 - 一个滞后,一个领先 - 在稍微不同的步骤和相反的方向上。每条股依赖于不同的酶,并且,使用新的酵母的模型,研究人员能够探索这两个非常不同的酶如何附着在DNA上以便复制它。

“我相信这款新工具通过我们自己和许多其他实验室开辟了对生化研究的复制 - 叉生物学,提供了一个新的工具,以在许多研究领域中解开一些紧迫的问题,包括表观遗传学和DNA修复”,O'Donnell说。



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