Science聚焦DNA的攀巖者
日期：2012-10-30 07:55:54
來自牛津大學的科學家們利用一項新的成像技術揭示了細胞內的分子機器像攀巖者尋找搭手一樣抓住DNA來重塑遺傳物質的機制。相關論文發表在10月26日的《科學》（Science）雜志上。
在實驗中，研究人員利用激光生成了接近單細胞的非常明亮的斑點。加上熒光標記，這一“聚光燈”使得研究人員有可能快速成像細胞的內部運作，從而觀察到存在DNA的情況下內部分子機器是如何改變大小、形狀和結構的。
在這篇文章中，牛津大學物理學系的Mark Leake研究組與牛津大學生物化學系的David Sherratt展開協作開發出了一種新的光學顯微鏡技術。
談論中的分子機器是一種染色體結構維持（SMC，structural maintenance of chromosome）蛋白復合物：它們在每個活細胞中重塑遺傳物質。它們與一個大家族分子的作用原理相似，這些分子充當小馬達發揮各種功能，運輸細胞內的重要物質使得肌肉收縮。
到目前為止，傳統的生物物理學或生物化學技術無法快速或準確地在單分子水平上監控活細胞內這樣的微型機器。
牛津大學物理學系Mark Leake 說：“就像攀巖愛好者緊挨著懸崖壁，每個機器以大致相同的方式起作用。它的一端錨定在一部分的細胞DNA上，另一端利用儲存在三磷酸腺苷（ATP）中的化學能隨機開啟或關閉。
機器的這種開關動作本質上就是一個機械“抓取”的過程，它試圖抓住更多游離DNA，就像攀巖者尋找新的搭手一樣。
像這樣的開創性的生物物理學實驗有望提供對生命至關重要的復雜過程的新認識，為開發一種全新的方式在極小的長度范圍內開展生物醫學研究，了解許多人類疾病的病因，并開發出對抗它們的新策略鋪平道路。
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