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随着技术的微型镊子,研究人员在细胞分裂中发现新问题

CMG helicase structure

CMG解旋酶(灰色)形成环围绕DNA和“解压缩”的分子,因为它沿着其长度滑动。

 

人体的细胞为分裂不断,其中,有些直觉相反,意味着他们在不断倍增。当细胞分裂因为它不分为两半部分无用的,而是为两个全功能的细胞。

对于此方案的工作,小区首先要做好其DNA的复制,使每个随后的“半壁江山”有几十年的研究剩下的不完全理解后获得必要的基因-的操作。

现在,一组科学家洛克菲勒获得了关键洞察ESTA如何处理工作与新技术的帮助下,高要求。 报道 细胞,他们最近的DNA复制的关键酶的研究此前阐明了细胞混杂分裂过程的各个方面,并可能会在癌症等疾病提前一天研究。

岔路口

大多数时间,DNA由两个互补链的包裹紧紧围绕彼此形成双螺旋分子的签名形状。 ESTA但构象,但是优雅,本身不适合于复制。 DNA可以复制之前,ITS必须可由CMG解旋酶,其单个幻灯片沿着线料,从STI伙伴在这个过程中分离它的两条链“解压缩”。

“因为CMG解旋酶需要ESTA拉开拉链,它是地球上最重要的酶之一,”说 迈克尔·奥唐奈,教授安东尼和Judith Evnin。

尽管如此,CMG不作用于DNA的细胞机器的唯一的一块在细胞分裂过程。其实,DNA复制涉及分子的整个团队,统称为复制体,执行不同的任务也忠实再现,以确保遗传脚本。在另一方面,事情出差错时,修复酶的军队负责修复DNA受损或不正确的位。他们会对一个叫复制叉区域,这恰好是同一站点CMG哪里的工作他们的行动。

这是一个拥挤的安排,并花了很多时间研究人员试图了解其物流。 DNA链是相当窄的,O'Donnell的解释,因此,如果修复酶坐在复制叉,那么就没有多少空间留给解旋酶。

奥唐奈和 刘士心,在动作可视化的单分子方面的专家,汇集他们的头脑来回答一个基本问题:当修复酶一举以修复受损的DNA,在世界何处呢解旋酶我去吗?

找出来,研究人员之间的互动分析了DNA,并使用一种叫做技术CMG解旋酶“光镊“。它涉及单个DNA到哪个DNA的两端附接和应用电压,使得DNA分子开始解开-有效地创建一个复制叉的两个胎圈之间悬浮。近年来,这种类型的纳米操纵的急剧扩大科学家探测细胞复制和基因转录的各方面能力,使其成为研究CMG工具的理想场所。

组合光学镊子随着荧光显微镜中,研究人员能够从DNA观察如何解旋酶结合于一起移动,并解离。在此过程中,他们发现了令人惊讶的见解酶的结构和功能。

启示复制

 DNA光学镊子抓住像两手之间保持拉紧一根细绳。并且,根据通常的理解,DNA CMG环绕像环一样。除了一些戏法的魔术师的手工,没有办法绕过一条绳子一环,没有让一个STI端去。然而,研究人员观察到,当CMG处于tweezed随着DNA溶液,酶莫名其妙地包裹住管理分子,这一发现导致重新评估他们的研究酶的认识的单链。

“唯一的办法,这可能发生,如果是在环打开和重新关闭包围DNA,”刘说。 “所以这是第一个线索,使我们怀疑,CMG有一个小门,不只是这一点。”

这额外的实验证实了CMG这样的开闸确实存在,而且它的无缝细胞分裂至关重要。研究人员提出当CMG需要腾出复制叉,它简单地打开门ITS,ITS啤酒花关闭DNA链上的当前位置,并通过对未占用的部分移动。当完成修复,酶那么它的门再次打开,在跳回到以前的位置,并恢复业务。

除了DNA复制机械中阐发必要的细节,可能这些发现保持对于理解和治疗疾病,包括癌症的启示。 “有牵连CMG在多种癌症的突变,”刘说。 “因此,了解如何ESTA酶工程,最终可能导致新的药物靶点的研究人员。”

刘士心

迈克尔·奥唐奈
安东尼和Judith Evnin教授
调查员,霍华德休斯医学研究所
DNA复制的实验室


相关出版物

细胞
复制叉激活是由单链DNA解旋酶栅极CMG启用
迈克尔河沃瑟曼,许可d。绍尔,迈克尔·。奥唐奈和刘士心


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