特種酶復(fù)制DNA新細(xì)節(jié)揭示

2022-03-14 09:44:47

科技日?qǐng)?bào)訊 (實(shí)習(xí)記者張佳欣)美國(guó)研究人員3月11日在《科學(xué)進(jìn)展》雜志發(fā)表論文,揭示了Taq酶的新細(xì)節(jié),這種酶由于其在聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)中的應(yīng)用而聞名。這項(xiàng)工作可用來(lái)開發(fā)改進(jìn)版本的Taq酶,在復(fù)制DNA時(shí)花費(fèi)更少的時(shí)間。這一發(fā)現(xiàn)是進(jìn)入個(gè)性化醫(yī)療時(shí)代的一大飛躍,屆時(shí)醫(yī)生將能夠根據(jù)患者個(gè)體的基因組設(shè)計(jì)治療方案。

加州大學(xué)歐文分校(UCI)化學(xué)系和物理與天文學(xué)系的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),Taq酶在幫助制造新的DNA副本時(shí),其行為與科學(xué)家之前認(rèn)為的完全不同。這項(xiàng)新研究的聯(lián)合通訊作者、加州大學(xué)伯克利分?;瘜W(xué)教授格雷格·韋斯解釋說(shuō),這種酶的表現(xiàn)不像一臺(tái)不斷大量復(fù)制DNA的機(jī)器,而是像一個(gè)不分青紅皂白的購(gòu)物者,在商店的過道里游走,把看到的所有東西都扔進(jìn)購(gòu)物車。

“這種酶不是仔細(xì)選擇每一條堿基片段添加到DNA鏈中,而是為成功添加的每一個(gè)片段捕獲數(shù)十個(gè)不合適的位置。”韋斯說(shuō),“就像購(gòu)物者檢查購(gòu)物清單上的物品一樣,酶會(huì)根據(jù)它試圖復(fù)制的DNA序列測(cè)試每個(gè)部分。”

此前已知,Taq酶拒絕任何錯(cuò)誤的商品進(jìn)入它的“購(gòu)物車”,畢竟,“拒絕”是成功復(fù)制DNA序列的關(guān)鍵。此次,研究人員發(fā)現(xiàn),Taq酶的工作效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于它應(yīng)有的效率,它“拒絕”正確堿基的頻率非常高。這相當(dāng)于一個(gè)購(gòu)物者抓起六罐一模一樣的西紅柿放進(jìn)了購(gòu)物車,但事實(shí)上只需要一罐就夠了。

這項(xiàng)新研究的共同通訊作者、加州大學(xué)洛杉磯分校物理與天文學(xué)系教授菲利普·柯林斯解釋說(shuō),這一發(fā)現(xiàn)是醫(yī)療保健領(lǐng)域革命性的一大飛躍。因?yàn)槿绻茖W(xué)家了解Taq酶是如何運(yùn)作的,那么他們就能更好地了解對(duì)一個(gè)人的基因組測(cè)序到底有多準(zhǔn)確。

柯林斯說(shuō),每個(gè)人的基因組都略有不同,在不同的地方有不同的突變。其中一些是疾病的罪魁禍?zhǔn)?,另一些則完全“無(wú)責(zé)”。當(dāng)患者的DNA與公認(rèn)的人類基因組不同時(shí),如何保證對(duì)患者進(jìn)行的DNA測(cè)序是準(zhǔn)確的?究竟是患者真的有罕見的突變,還是酶犯了一個(gè)錯(cuò)誤?真正弄清楚這些差異對(duì)于精準(zhǔn)醫(yī)療具有重要意義。

標(biāo)簽: 個(gè)性化醫(yī)療 精準(zhǔn)醫(yī)療

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