每個(gè)人類(lèi)細(xì)胞包含的2米長(zhǎng)的DNA在不斷地纏繞和解開(kāi)，以獲取遺傳信息。當(dāng)基因表達(dá)生成蛋白質(zhì)時(shí)，DNA的兩條鏈會(huì)被分開(kāi);而為了滿足必需機(jī)制，也會(huì)導(dǎo)致兩條鏈盤(pán)繞過(guò)度。
近日，研究人員發(fā)現(xiàn)，DNA結(jié)構(gòu)本身的這種特征性超螺旋控制著基因表達(dá)。相關(guān)論文近日刊登于《細(xì)胞—報(bào)告》。
該研究負(fù)責(zé)人、西班牙國(guó)家癌癥研究中心教授Felipe Cortés認(rèn)為，通過(guò)上述發(fā)現(xiàn)，研究人員可以將超螺旋理解為基因組的重要調(diào)節(jié)器，而不僅僅是與DNA代謝相關(guān)的問(wèn)題。
研究人員表示，調(diào)節(jié)基本上發(fā)生在特定的基因上，可以在幾分鐘內(nèi)被數(shù)百次快速誘導(dǎo)，例如響應(yīng)壓力、細(xì)胞增殖信號(hào)、激素或參與神經(jīng)元刺激的基因。TOP2A正是即時(shí)反應(yīng)基因表達(dá)的調(diào)節(jié)器。
拓?fù)洚悩?gòu)酶通過(guò)消除雙螺旋相對(duì)于其正常松弛結(jié)構(gòu)的匝數(shù)過(guò)量(正超螺旋)和缺陷(負(fù)超螺旋)緩解拓?fù)鋲毫Γ瑥亩饔糜贒NA蛋白質(zhì)。研究人員證明，TOP2A拓?fù)洚悩?gòu)酶消除了基因啟動(dòng)子中的負(fù)超螺旋，導(dǎo)致這些區(qū)域中DNA鏈的匝數(shù)增加。這使得雙螺旋很難打開(kāi)，從而阻止了RNA聚合酶的發(fā)展，并使其準(zhǔn)備好在細(xì)胞需要時(shí)迅速激活基因。
研究人員還提出了DNA超螺旋其他功能的可能性，例如促進(jìn)基因組的三維構(gòu)象，從而有利于基因表達(dá)調(diào)節(jié)元素之間的相互作用。而且，研究凸顯了DNA超螺旋參與細(xì)胞功能基本過(guò)程的可能性，及其帶來(lái)的基因表達(dá)程序的深刻變化，例如細(xì)胞分化或重編程、腫瘤轉(zhuǎn)化和進(jìn)展。
研究人員表示，這項(xiàng)工作為使用拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑調(diào)節(jié)上述過(guò)程和細(xì)胞反應(yīng)打開(kāi)了窗口，甚至有可能為抗腫瘤治療開(kāi)辟新道路。
標(biāo)簽： DNA 獨(dú)特結(jié)構(gòu)
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