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低温电子显微镜揭示 DNA 复制的隐藏机制 为癌症靶点提供新见解

发布时间:2025-03-21 14:22:16来源:

每天,你体内的数十亿个细胞都会分裂,帮助用新细胞取代旧的和受伤的细胞。每次发生这种情况时,你的整个基因库——你的基因组,总共有超过 30 亿个 DNA 碱基对——都必须从母细胞精确地复制到新的子细胞。

当生物体遇到问题(科学家称之为“复制压力”)时,这个过程更容易出错,这通常会导致遗传密码突变。这些突变可以向前复制,并导致癌症和其他疾病。

这种压力的一个来源是,进行复制的生物机器在物理上被卡住了。而卡住的其中一个因素就是 DNA 模板本身,它可以在某些情况下采用替代结构。例如,富含鸟嘌呤碱基(DNA 代码中用 G 表示)的基因组区域可以折叠成一种称为 G-四链体(简称 G4)的 DNA 结构,这种结构比正常 DNA 更紧凑。

纪念斯隆凯特琳癌症中心 (MSK) 的结构和分子生物学家团队利用低温电子显微镜(cryo-EM) 研究 G4,该基因已作为癌症的潜在治疗靶点而受到关注,旨在了解其对 DNA 复制的影响。此外,科学家们意外地首次捕捉到了驱动细胞复制机制的“引擎”如何在人类细胞中沿着 DNA 移动的详细图像。

他们的研究成果于 3 月 7 日发表在《科学》杂志上,不仅揭示了 G4 等二级 DNA 结构如何阻碍 DNA 复制的新细节,而且还为基础人类生物学提供了新的见解。

这项研究由共同第一作者 Sahil Batra 博士(资深作者 Dirk Remus 博士实验室的研究学者)和 Benjamin Allwein(资深作者 Richard Hite 博士实验室的研究生)领导。这两个实验室都是斯隆凯特琳研究所的一部分,该研究所是 MSK 基础生物学研究中心。

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