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    PNAS:疏水力使得DNA結構穩定
    2019-09-25 10:06   查看  
    2019年9月24日 訊 --近日,來自瑞典查爾默斯理工大學的研究人員提出了關于DNA組裝機制的新理論。此前的主流理論認為,氫鍵是將兩條DNA鏈結合在一起的關鍵,而這一新的研究表明水分子才是其中的關鍵。這一發現為醫學和生命科學研究領域的提供了新的認知。相關結果表在《PNAS》雜志上。
     
    DNA分子包括兩條鏈,由糖分子和磷酸基團組成。連接這兩條鏈是氮堿基,它們之間具有氫鍵相互作用。目前們普遍認為氫鍵是將兩條鏈結合在一起的原因。氫鍵的作用以前被認為對于將DNA螺旋保持在一起至關重要,但其作用似乎與堿基對的排序有關。
     
     
    但是現在,查爾默斯理工大學的研究人員表明,DNA維持螺旋結構的秘密可能在于其外部環境中主要由水組成,而分子內部具有疏水性。因此,環境是親水的,而DNA分子的氮堿基是疏水的。當疏水單元處于親水環境中時,它們會聚在一起,以最大程度地減少其與水的接觸。
     
    這一發現對于理解DNA與環境之間的關系至關重要。該研究的主要工作人員之一bobo feng說:“我們認為,細胞希望保護其DNA免于暴露在含有有害分子的疏水環境中。但是與此同時,細胞的DNA需要充分打開才能被利用。”
     
    “我們相信細胞大多數時候會將其DNA保留在水溶液中,但是一旦細胞想要對其DNA進行處理(例如讀取,復制或修復時),就會將DNA暴露于疏水環境中。”
     
    了解這一過程可能會為我們提供許多新見解。例如,細菌使用一種稱為RecA的蛋白質來修復其DNA,研究人員認為,他們的研究結果可以提供阻止該過程并殺死細菌的方法。此外,在人類細胞中,Rad51蛋白可修復DNA并修復突變的DNA序列,否則可能導致癌癥的發生。“了解癌癥,我們需要了解DNA的修復方式。要了解這一點,我們首先需要了解DNA本身,” Bobo Feng說:“現在我們已經證明,疏水力是DNA保持結構的關鍵。我們還表明,DNA在疏水環境中的行為完全不同。這可以幫助我們了解DNA及其修復方法。
     
    資訊出處: DNA is held together by hydrophobic forces
     
    原始出處: Bobo Feng, Robert P. Sosa, Anna K. F. Mårtensson, Kai Jiang, Alex Tong, Kevin D. Dorfman, Masayuki Takahashi, Per Lincoln, Carlos J. Bustamante, Fredrik Westerlund, Bengt Nordén. Hydrophobic catalysis and a potential biological role of DNA unstacking induced by environment effects. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019; 116 (35): 17169 DOI: 10.1073/pnas.1909122116

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