DNA复制新进展：看DNA酶表演高超技巧！

　　生物通报道：在DNA复制过程中的酶的重要性是毋庸置疑的—我们都知道这一样东西在我们的生命延续当中是如何之关键，但是有意思的是每当我们认为自己对一样东西的了解已经够深入的时候，总是会有意料不到的事情发生：研究人员发现，DNA解旋酶在双螺旋链上缓慢向前移动时如果遇到一个障碍会表演出一场精彩的杂技—突然回头咬住DNA链的开头部分重新开始复制过程（见下面Flash）。这个不容错过的表演将在10月27日的Nature杂志上隆重上映。

这一场表演的导演是HHMI霍德华休斯医学中心的研究员Taekjip Ha和他的伊利诺斯大学Urbana-Champaign分校的同事们，以及华盛顿大学的研究人员。而主角则是著名的“明星”DNA解旋酶，它的特长是在DNA复制过程中解开双螺旋链以便复制复合物在单链上完成复制，而这一过程是需要ATP这个无处不在的能量“库”提供动力的。  

Ha教授等人选中了大肠杆菌DNA解旋酶中作为引擎的那部分结构（称为Rep）来扮演关键角色，并且还用荧光染料做上了标记—给Rep加上了绿色荧光蛋白，给DNA链末端加上了红色荧光蛋白（这项技术即荧光能量共振转移，fluorescence resonance energy transfer ，简称为FRET，可以通过观测一个荧光分子如何传递能量给另一个从而获知被标记的分子相对于另一个被标记的分子是如何运动的）。结果当Rep靠近到DNA链末端阻隔时，研究人员惊讶的发现这个酶并没有停在那儿而是跳回到了DNA链的开端重新开始，如果仍然“读”不过去，Rep就会重复这个过程。“就像一辆往返的公车在两个站点之间来回行使，除了Rep这一过程要快得多以外”，Ha教授说。

那么为什么Rep要进行这样一过程呢？ 针对这个问题Ha教授又进行了下一步的实验。这次他们发现了生物体在进化的过程中保持了DNA解旋酶这样一个特性有其重要的原因：可以阻止那些也许对细胞有害的无用蛋白序列的积累。对此Ha教授也作了一个生动的比喻：将Rep比喻为牙线，用来清洁牙齿（DNA）中的污秽物。

Rep的这一重要功能提示我们引起一些少见的人类紊乱症的原因也许就是这一过程的缺失，比如Werner syndrome这种虽然在成年前保持正常，但当成年后就会急剧老化的可怕疾病，以及Bloom syndrome（一种解旋酶突变型）。而且由于这些疾病会表现出在许多癌症症状，因此对科学家有极大的吸引力，目前Ha教授准备将他的这一试管研究扩展到活细胞体内去，希望能尽快得出更有帮助的结果。（生物通记者：张迪）

 

(Flash来自HHMI数据）