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DNA打结怎么办?一种生物机制能控制

科普小知识2021-07-31 06:15:46
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科学日报,北京,5月8日(记者张)-麻省理工学院的科学家们首次发现了一种控制DNA分子扭结的生物机制,根据麻省理工学院官方网站最近的一份报告,这证明了同一DNA分子中的扭结可以从静态变成移动状态。这项成就将提高基因测序技术的准确性。

作为一个经典的多长链分子,DNA像自然界中所有细长的物体一样,具有自我形成的“特性”。这种DNA扭结也存在于活细胞中,但细胞也有自己特定的拓扑酶,可以“解开”这种扭结。麻省理工学院的团队提出了一种新方法来解开细胞外DNA的纠结。

研究负责人、麻省理工学院化学家帕特里克·杜尔和他的团队长期致力于聚合物扭结的物理研究。DNA在显微镜下更容易观察,它自身的特性使它容易打结,从而成为一个重要的研究对象。这一次,借助于特殊的DNA分子拉伸技术和对DNA扭结的成像观察,研究小组首次发现了一种生物机制,可以确定核酸链上DNA扭结的运动或静止状态。

帕特里克·杜尔说,聚合物物理学家推测这些扭结是可以修复的,但是没有好的模型系统来验证这一点。这一次,他们证明了同一个DNA分子中的纽结可以从静态变成动态。一旦环境改变,扭结就会停止;同样,静态纽结可以重新激活。

这一发现为解开DNA纠结提供了希望。它不仅可以帮助研究者提高基因测序技术的准确性,还可以促进DNA纽结的形成,减缓DNA分子通过测序系统的速度,从而提高测序技术的能力。

奥斯汀德克萨斯大学的科学家德米特里·马卡罗夫说,这个实验是第一个证明,DNA纽结,就像日常打结一样,可以在张力下固定。同时,该实验为在分子水平上研究摩擦力提供了重要的启示,但至今人们对这一现象仍缺乏足够的了解。