新研究揭示了复制叉上DNA解旋酶的结构

范安德尔研究所和洛克菲勒大学的科学家们成功地描述了DNA复制中的一个关键结构，将生命传播的难题放在另一个方面。来自长期合作者Huilin Li博士和Michael O'Donnell博士的最新研究发表在今天的“ 美国国家科学院院刊”上，阐明了DNA与真核酶CMG解旋酶之间的相互作用。 ，打开拉链滑块的DNA双螺旋，准备复制的遗传密码。

“自50多年前发现DNA双螺旋以来，解旋酶在复制DNA中的活性知之甚少，”Van Andel研究所教授李说。“然而，显微镜和研究设计的最新进展使我们能够创建这些酶的准确图像，并首次观察它们与DNA的相互作用。”

除了几种罕见和孤儿疾病外，还有40多种疾病，包括许多癌症，贫血和共济失调，其起源至少部分归因于DNA复制的不准确或失败。这项研究的结果为DNA复制背后的核心驱动因素提供了示意图，Li和O'Donnell希望最终能帮助开发这些疾病的新疗法。

“生物学家已经对与DNA复制相关的酶和蛋白质的分子结构和功能有了很多了解，”洛克菲勒大学和霍华德休斯医学研究所研究员教授奥唐纳说。“但是，我们还有很多东西要发现，对解旋酶活性的这种理解使我们又向前迈进了一步。”

这项新研究的结果反转了长期以来关于DNA周围解旋酶方向的假设。在DNA解旋期间拍摄的图像表明，解旋酶的N层环通向C层马达环并首先与双链DNA接触。这种取向与目前接受的极性相反，并且在理解复制机制方面具有重要意义。

长期以来，解旋酶活性被认为是DNA 复制的关键部分，DNA 复制本身就是生命繁殖的基本过程。随着这项研究的发表，科学家们可以更全面地了解地球上最先进的生命如何扩散。

该研究涉及从面包酵母Saccharomyces cerevisiae纯化的CMG解旋酶的评估，该酵母通常用于模拟高等真核生物，包括人类。

DNA解旋酶的结构来自洛克菲勒大学的低温电子显微镜(cryo-EM)核心设施，利用突破性的成像技术，彻底改变了科学家对基本生物过程作用的可视化和理解能力。

随着VARI最近安装了自己的世界级Cryo-EM Core，包括强大的Titan Krios，Li预计在大急流城中，这些基本生物过程的发现和理解速度将加快。