水母熒光為DNA復制帶來新的亮點
約克大學的科學家們使用了水母的熒光蛋白來幫助揭示DNA如何復制。使用最初在水母中發(fā)現(xiàn)的這些蛋白質(zhì)使它們發(fā)光,該團隊能夠?qū)⒓す馐劢乖诿髁恋牡鞍踪|(zhì)上,并在通常生活在人體腸道內(nèi)的細菌內(nèi)跟蹤它們。這使科學家能夠觀察DNA的分子機制,因為它一次在一個細胞內(nèi)復制。它首次揭示了這個過程中只有一個成分,稱為DnaB解旋酶,保持穩(wěn)定 - 就像這個過程的分子錨。在大多數(shù)細胞中,無論是人還是細菌,在現(xiàn)有細胞分成兩部分之后創(chuàng)建新細胞。這意味著必須精確復制在其DNA中編碼的原始基因序列的拷貝并將其放入新細胞中。
這被認為是在設定的時間點緩慢且有條理地發(fā)生的過程。然而,約克大學與牛津大學和加拿大麥吉爾大學合作的新研究現(xiàn)在實時跟蹤了這一復制過程,并表明它比教科書建議的更具活力,而是通過'短暫爆發(fā)的口吃過程。
創(chuàng)舉
約克大學生物物理系主任Mark Leake教授說:“我們開創(chuàng)了一種新的光學顯微鏡方法,這使我們能夠看到這種迷人的復制過程逐個分子地發(fā)生。
“然而,我們驚訝地發(fā)現(xiàn),不是我們期望這個過程展開的有組織和有條理的方式,而是發(fā)生在'口吃'的行動中,就像在高速行駛中駕駛太慢一樣。這個大問題當然,這就是為什么細胞以這種不穩(wěn)定的方式進行必要的過程?
“口吃行動在DNA復制過程的各個階段提供'檢查點',以確保沒有錯誤,如果有,在太晚之前糾正它們。這意味著細胞可以暫停以修復錯誤DNA的一小部分,而不是在一個完整而巨大的鏈中嘗試無法控制的修正。
“盡管這個過程看起來不那么優(yōu)雅且?guī)缀跏请S機的,但它實際上非常高效。”
人類健康
DNA復制過程是所有生命的基礎(chǔ),解決過程中的錯誤對人類健康尤為重要。錯誤可能導致癌癥形式,并在人口老齡化中變得更加普遍。
這項工作將幫助科學家不僅更全面地了解生活的基本組成部分,而且還可能提供對一系列健康狀況的新見解,甚至可以揭示人類衰老如何導致與復制錯誤相關(guān)的疾病。從細胞到細胞的DNA。
使用大腸桿菌細胞DNA進行研究,但是,本研究的下一階段將研究更復雜細胞中的相同過程,最終包括來自人類的細胞。
這項研究“細菌染色體復制過程中DNA聚合酶的頻繁交換”得到了BBSRC的支持,并發(fā)表在期刊 eLife上。
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