Nature：新研究揭示DNA双螺旋解链机制

在一项新的研究中，来自弗朗西斯-克里克研究所的研究人员发现了DNA的双螺旋结构如何被打开以允许DNA复制。这一发现可能会导致进一步的研究，以更好地了解这一过程，包括它如何在诸如癌症之类的疾病中出错。相关研究结果于2022年6月15日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Mechanism of replication origin melting nucleated by CMG helicase assembly”。

自从近70年前发现DNA的双螺旋结构以来，科学家们一直致力于了解DNA的两条链是如何被打开以获取它们所包含的遗传信息。这种打开是包括DNA修复、基因表达和用于细胞分裂的DNA复制在内的重要过程所需要的。

在这项新的研究中，这些作者使用一种酵母模型来了解为了DNA复制而打开DNA的Cdc45–MCM–GINS（CMG）全解旋酶（holo-helicase）如何发挥作用。他们使用了一种先进的称为低温电镜的成像方法来观察DNA双螺旋被解开和打开的整个过程。

这些作者观察到，在拥抱DNA之后，两个CMG全解旋酶在一种使DNA双螺旋变形的过程中相互漂移，从而启动了DNA的打开过程。

论文通讯作者、弗朗西斯-克里克研究所大分子机器实验室团队负责人Alessandro Costa说，“几十年来，科学家们，包括我们在弗朗西斯-克里克研究所的合作者John Diffley，已经拼凑出了打开DNA和启动复制所需的酶。我们如今在显微镜下观察了DNA复制的起始过程，发现它的机制与打开DNA双螺旋以启动基因转录和重组等其他细胞过程的方式完全不同。我们希望了解这种差异将使我们和其他研究团队能够构建详细的图片来捕捉到生命的复杂性。”

利用电子显微镜可视化观察依赖于复制起点的CMG组装，图片来自Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-04829-4。

论文第一作者、弗朗西斯-克里克研究所大分子机器实验室博士后培训研究员Jacob Lewis说，“了解DNA双螺旋的解链机制为研究如何控制DNA复制的起始提供了基础。这对理解染色体完整性的维护具有重要意义，因为这一过程在癌症中出了问题。”

这些作者将继续开展这项研究工作，以了解DNA复制机器在DNA双螺旋打开后是如何让它解链的，以及如何调节这种复制机器以避免DNA损伤的积累。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Jacob S. Lewis et al. Mechanism of replication origin melting nucleated by CMG helicase assembly. Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-04829-4.