DNA復(fù)制和DNA修復(fù)是所有生命的基本程序，也是生命科學(xué)領(lǐng)域的重要謎題?，F(xiàn)在，Sheffield大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)揭開了這個(gè)謎題的關(guān)鍵部分。他們捕捉到了前所未有的細(xì)節(jié)，闡明了細(xì)胞分裂之后從DNA雙鏈中去除分支DNA的分子機(jī)制。這項(xiàng)研究于六月六日發(fā)表在Nature Structural & Molecular Biology雜志上。

分支DNA（branched DNA）在美國經(jīng)典科幻劇《X檔案》中有不少戲份，聯(lián)邦調(diào)查局探員Scully懷疑外星人將分支DNA插入了自己的血液。當(dāng)然，在現(xiàn)實(shí)中分支DNA并不是外星人搞的鬼，我們體內(nèi)每天都會(huì)生成這種分子。每一次細(xì)胞分裂都會(huì)出現(xiàn)分支DNA，它們是DNA復(fù)制必不可少的中間形態(tài)。

這項(xiàng)研究通過分子快照展示了FEN（Flap EndoNuclease enzymes）修剪DNA、恢復(fù)雙鏈結(jié)構(gòu)的具體過程。“FEN酶與腫瘤發(fā)展和突變有關(guān)，這項(xiàng)研究的發(fā)現(xiàn)可以幫助我們更好的診斷和治療癌癥。了解FEN酶的作用機(jī)制，還有助于開發(fā)新的抗菌藥物，”Sheffield大學(xué)的Sayers教授說。

“我們現(xiàn)在知道細(xì)胞如何開展DNA復(fù)制之后的清理工作，降低出現(xiàn)有害突變的風(fēng)險(xiǎn)。這類信息可以幫助我們理解和治療與這一過程有關(guān)的疾病，”Sheffield大學(xué)的Dr John Rafferty表示。在分子水平上揭示DNA復(fù)制和修復(fù)的作用機(jī)制，有助于理解所有生命最基本的細(xì)胞程序。

DNA復(fù)制機(jī)器能夠以極快的速度和驚人的準(zhǔn)確性將堿基配對形成DNA雙螺旋。它們能夠識(shí)別正確的堿基搭配，丟棄錯(cuò)誤的組合。不過，這些機(jī)器每復(fù)制10,000 -100,000 bp就會(huì)犯個(gè)錯(cuò)誤，這個(gè)錯(cuò)誤如果不校正就會(huì)成為基因組突變。那么，這些錯(cuò)誤是如何產(chǎn)生的呢？Duke大學(xué)的研究人員在Nature雜志上發(fā)表文章指出，量子悸動(dòng)的出現(xiàn)頻率與DNA復(fù)制錯(cuò)誤的頻率差不多，它們可能就是隨機(jī)突變的基礎(chǔ)。

生命的基礎(chǔ)分子有時(shí)會(huì)做出一些奇怪的舉動(dòng)。舉例來說，酵母DNA鏈?zhǔn)軗p之后，會(huì)像展開的風(fēng)帆一樣在細(xì)胞中擺動(dòng)。這種奇怪現(xiàn)象很早以前就為人所知，但不少研究者認(rèn)為該現(xiàn)象并不存在于人類細(xì)胞。洛克菲勒大學(xué)的一項(xiàng)研究證實(shí)，受損DNA鏈的搖擺舞在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中相當(dāng)常見。

復(fù)制體是參與DNA復(fù)制的重要蛋白質(zhì)復(fù)合物，負(fù)責(zé)解開DNA螺旋生成復(fù)制鏈。洛克菲勒大學(xué)、Brookhaven國家實(shí)驗(yàn)室和Stony Brook大學(xué)的研究人員，首次揭示了真核生物復(fù)制體的分子結(jié)構(gòu)，顛覆了人們過去對這種復(fù)合物的認(rèn)識(shí)。這項(xiàng)研究發(fā)表在Nature Structural and Molecular Biology雜志上。