PNAS:“Z-DNA”原来是个破坏份子？

　　

生物通报道：早在若干年前，科学家就已经发现细胞里有时会出现与双股螺旋的DNA分子不同的结构。05年底，生物通联合网易、华文生技网和中国遗传网举办的“2005年生命科学十大新闻”评选中，有关Z-DNA的研究发现也最终成为十大新闻之一（详见“05十大新闻”评选结果）。但是，没有人知道这些特异的DNA结构会在细胞里的哪里出现，也没有人知道这些样貌奇特的分子具有什么样的功能。最近，美国德州大学的研究人员发表在PNAS 的一篇论文，首次揭示出这种怪模怪样的DNA分子的生物功能。

之前的研究显示，这个称为Z-DNA的分子会呈现不同于双股螺旋经典结构的外型。研究人员深入的了解Z-DNA的形成原因时发现DNA的序列如果在短距离之间出现14次以上CG的重复序列，则有很高的机会形成Z-DNA的分子结构；但是相同的情形若出现在AT序列上，则不会形成类似的核酸结构。对整个人类基因序列而言，具有形成 Z-DNA分子潜力的遗传序列大概占全部序列的2%左右。

研究中，研究人员将能够形成Z-DNA的基因序列嫁接到质粒(plasmid)上，再送到细菌细胞或是人类细胞里。结果发现这些细菌细胞的Z-DNA分子会引发一或二个核酸的剔除或增加，而进到人类细胞里的Z-DNA则会引发较大段序列的删除或重组，或者造成 DNA序列的断裂。

因此，科学家怀疑这个Z-DNA分子根本就是细胞自己产生的突变剂(mutagen)，当然也是细胞演化与多样性不可缺乏的条件。如果这个假说是正确的，那些找不到原因的疾病发生很可能就有了进一步深入研究的重要线索。（生物通记者杨遥）

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Nature封面：DNA三维结构重大突破

生物通报道：生物体内天然状态的DNA几乎都以B型DNA存在，B型DNA是右手螺旋结构。在少数情况下DNA还可以以Z型的左手螺旋形式存在。由韩国成均馆大学的河圣哲博士和金璟圭教授及中央大学的金洋均教授组成的联合课题组10月19日宣布，他们在全球范围内率先破译了一条DNA链是如何将右手螺旋B型DNA和左手螺旋Z型DNA连接起来的晶体三维结构。10月20号的Nature杂志以封面故事报道了这一研究成果。

       左手螺旋的Z-DNA是于1979年被第一次发现的，当时也是作为Nature封面故事被报道的。在DNA进行转录或其它一些生理过程时就会产生Z-DNA结构，这是一种高能量的结构，常常需要特定蛋白帮助固定。之后DNA又会释放能量，形成B-DNA结构。在形成Z-DNA时会形成两个B-Z接合点（junction）。来自韩国科学家的研究发现接合点的三维结构是十分紧密的，并且有一个碱基会被挤到双螺旋结构外，在接合点的两侧个有一个碱基。

       科学家对衔接处的15bp DNA进行了晶体结构成像。其中Z端利用特定结合蛋白进行稳定，一段是处于自然状态的B-DNA。在两种DNA衔接处的改变有助于让碱基保持折叠的形式，而被挤压到外侧的碱基很可能就是会被进行修饰的位点。如下图所示：一个腺嘌呤和一个胸腺嘧啶挤压到双螺旋结构的外侧（生物通记者 谢菲）。