DNA復制和DNA修復是所有生命的基本程序,也是生命科學領域的重要謎題。現在,Sheffield大學的研究團隊揭開了這個謎題的關鍵部分。他們捕捉到了前所未有的細節,闡明了細胞分裂之后從DNA雙鏈中去除分支DNA的分子機制。這項研究于六月六日發表在Nature Structural & Molecular Biology雜志上。
分支DNA(branched DNA)在美國經典科幻劇《X檔案》中有不少戲份,聯邦調查局探員Scully懷疑外星人將分支DNA插入了自己的血液。當然,在現實中分支DNA并不是外星人搞的鬼,我們體內每天都會生成這種分子。每一次細胞分裂都會出現分支DNA,它們是DNA復制必不可少的中間形態。
這項研究通過分子快照展示了FEN(Flap EndoNuclease enzymes)修剪DNA、恢復雙鏈結構的具體過程。“FEN酶與腫瘤發展和突變有關,這項研究的發現可以幫助我們更好的診斷和治療癌癥。了解FEN酶的作用機制,還有助于開發新的抗菌藥物,”Sheffield大學的Sayers教授說。
“我們現在知道細胞如何開展DNA復制之后的清理工作,降低出現有害突變的風險。這類信息可以幫助我們理解和治療與這一過程有關的疾病,”Sheffield大學的Dr John Rafferty表示。在分子水平上揭示DNA復制和修復的作用機制,有助于理解所有生命最基本的細胞程序。
DNA復制機器能夠以極快的速度和驚人的準確性將堿基配對形成DNA雙螺旋。它們能夠識別正確的堿基搭配,丟棄錯誤的組合。不過,這些機器每復制10,000 -100,000 bp就會犯個錯誤,這個錯誤如果不校正就會成為基因組突變。那么,這些錯誤是如何產生的呢?Duke大學的研究人員在Nature雜志上發表文章指出,量子悸動的出現頻率與DNA復制錯誤的頻率差不多,它們可能就是隨機突變的基礎。(更多詳細信息參見:Nature重要成果:隨機突變是這樣來的)
生命的基礎分子有時會做出一些奇怪的舉動。舉例來說,酵母DNA鏈受損之后,會像展開的風帆一樣在細胞中擺動。這種奇怪現象很早以前就為人所知,但不少研究者認為該現象并不存在于人類細胞。洛克菲勒大學的一項研究證實,受損DNA鏈的搖擺舞在哺乳動物細胞中相當常見。(更多詳細信息參見:Cell解決DNA修復的長期爭議)
復制體是參與DNA復制的重要蛋白質復合物,負責解開DNA螺旋生成復制鏈。洛克菲勒大學、Brookhaven國家實驗室和Stony Brook大學的研究人員,首次揭示了真核生物復制體的分子結構,顛覆了人們過去對這種復合物的認識。這項研究發表在Nature Structural and Molecular Biology雜志上。
在真核生物中,起源識別復合體(ORC)促進了復制前復合體(pre-RC)在起源DNA上的組裝,以獲得復制許可。2024年9月13日,香港大學翟元樑作為通訊作者在NatureCommunications......
多能干細胞具有發育的全能性,可在體外分化為各類組織和細胞,頗具應用前景:可作為再生醫學中的重要種子細胞,可在藥物研究中篩選臨床治療藥物,還可在體外模擬發育的過程。由于發育地位特殊,多能干細胞基因組具高......
中國科學院深圳先進技術研究院合成生物學研究所、深圳合成生物學創新研究院甘海云課題組在PNAS上,發表了題為《復制脅迫狀態下芽殖酵母中Rad53耦聯先導鏈和后隨鏈DNA合成的機制》(Amechanism......
早期DNA復制發生在哺乳動物細胞中活躍的轉錄染色質區段內,這就提出了早期DNA復制如何與轉錄協調以避免碰撞和DNA損傷的直接問題。2021年6月9日,來自北京大學胡家志等研究團隊在GenomeBiol......
解開50年謎題“DNA復制錯誤主要來自DNA復制叉的不穩定。”孔道春對《中國科學報》說,“揭示checkpoint調控維持停頓復制叉穩定的核心分子機制,找到DNA復制叉不穩定的原因,人們就可以有的放矢......
真核細胞DNA復制叉及S期細胞周期檢驗點受訪者供圖人類約2/3的癌癥發生被認為是由DNA復制錯誤導致。在正常細胞生長過程中,基因組不穩定主要來自DNA復制錯誤。過去50年來,停......
DNA復制是一個十分精細的分子調控過程,在DNA復制過程中體內體外大量的刺激因素如UV、染色質高級結構的阻攔等會產生DNA復制壓力(replicationstress),從而使得復制叉停滯(forks......
DNA復制是一個確保遺傳信息精確傳遞的生命過程。細胞在DNA合成前期G1期時,復制起始識別復合物識別染色質上的復制位點,進一步招募DNA解旋酶MCM(Minichromosomemaintenance......
近日,生物大分子國家重點實驗室的李國紅課題組與感染與免疫院重點實驗室的朱明昭課題組合作,在Nature上發表了題為“H2A.Zfacilitateslicensingandactivationofea......
已知大部分生物的遺傳信息都儲存在雙鏈DNA上,遺傳信息的精確傳遞對生命的繁衍和進化至關重要。而這個信息傳遞過程依賴于DNA復制這一基本的細胞活動。DNA復制包含起始、延伸和終止三個步驟。細胞在G1期時......