研究人员对DNA复制的动力有了新的认识

DNA复制是研究细胞在细胞分裂前精确复制其DNA的过程。复杂的人员认识DNA复制机制的一个关键部分是称为CMG的分子马达，它的对D的动重要任务是分离DNA双螺旋的两条链，以便它们可以被复制。复制

代尔夫特理工大学的研究一个跨学科研究团队现已开发出一种新方法，以前所未有的人员认识分辨率对CMG的运动进行组装和成像。他们的对D的动发现于2023年4月14日发表在开放获取期刊《自然通讯》上，将为DNA复制研究的复制进一步发现铺平道路。

DNA复制是研究生命的基础，因为遗传信息在细胞世代之间的人员认识忠实传递对于所有生物体的生存和健康至关重要。它是对D的动由一种复杂的细胞机器执行的，称为复制体，复制它由蛋白质构建块组成。研究这种机器的人员认识一个关键组成部分是CMG，它是对D的动在DNA复制过程中为复制体提供动力的分子马达。

CMG的重要任务是分离DNA双螺旋结构的两条链，以便它们编码的信息可以被读取和复制。“了解CMG如何沿着DNA移动对于我们理解DNA复制至关重要，”该出版物的研究员和第一作者DanielRamírezMontero说。研究DNA复制非常重要，因为这个过程中的错误会导致遗传疾病或癌症。

电影中的动作

在活细胞中，CMG通过涉及36种不同蛋白质的复杂生化反应级联组装和激活。由斯宾诺莎奖获得者NynkeDekker教授领导的代尔夫特理工大学研究人员小组与弗朗西斯克里克研究所组长JohnDiffley博士合作，开发了一种在细胞外进行这种严格控制的过程并测量单个CMG分子运动的方法电机。

研究人员从细胞中提取了所有36种蛋白质，以在DNA上构建CMG。通过在一些蛋白质上附加荧光标记，他们可以在荧光显微镜下直接观察CMG分子马达的运动。

“通过这种新方法，我们能够可视化从头开始制作的单个CMG的运动。我们使用光学镊子固定含有CMG的DNA，以便于观察，然后拍摄CMG沿DNA移动的电影。这这样，我们就可以首次在单分子水平上测量它的运动，”RamírezMontero解释道。

使用结合尖端生物化学和生物物理学的自下而上方法，研究人员小组首次能够直接可视化从头开始组装的单个CMG电机的运动，并以前所未有的分辨率测量该运动。此外，他们还意外发现，当一种称为ATP的关键分子不存在时，CMG可以沿着DNA随机移动；此外，他们还表明，随后ATP的重新结合使CMG能够紧紧抓住DNA，从而停止其随机运动。这种停止很重要，因为它可能促进CMG的激活，这是启动DNA复制的关键过程。

这项工作将为进一步研究铺平道路，这些研究可能会揭示DNA复制关键过程的未知细节。这些发现反过来可以让我们更深入地了解细胞如何在每次细胞分裂时忠实地传递其遗传信息，并更好地了解该过程中可能导致遗传疾病或癌症发展的错误。RamírezMontero表示，“生物系统乍一看可能非常复杂和混乱，但通过以这种分辨率观察它们，我们可以理解它们背后简单而优雅的物理学。”