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DNA超螺旋的精確調控對于維持細胞內DNA的結構和功能至關重要。然而,DNA的超螺旋結構必須由拓撲異構酶精確調節(jié),以避免DNA的纏繞和損傷。類型IIA DNA拓撲異構酶與兩個DNA分子的相互作用是實現(xiàn)這一調節(jié)的關鍵步驟之一,但這個過程的分子機制至今仍然不清楚。
最近的一項研究利用冷凍電子顯微鏡技術,成功解析了大腸桿菌DNA旋轉酶與負超螺旋小圓環(huán)DNA結合的結構。研究人員發(fā)現(xiàn),DNA旋轉酶能夠捕獲DNA交叉,這一發(fā)現(xiàn)為我們提供了關于DNA超螺旋調控的新見解。
圖源:Science(2024)DOI: 10.1126/science.adl5899
通過分子鑷子實驗,研究人員還發(fā)現(xiàn)DNA交叉具有正手性,這意味著在DNA超螺旋結構中,DNA旋轉酶能夠同時調節(jié)DNA的松弛和超螺旋纏繞的過程。這一結論對于我們理解DNA超螺旋調控的機制具有重要意義。
這項研究的結果不僅揭示了DNA超螺旋調控的新機制,還為未來設計針對DNA拓撲異構酶的藥物提供了重要線索。對于這些藥物的開發(fā)可能有助于治療與DNA結構和拓撲異常相關的疾病,如癌癥和遺傳性疾病等。這項研究為我們提供了深入了解DNA超螺旋調控的新視角,并為相關疾病的治療開發(fā)提供了重要的科學依據(jù)。
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