美国研究人员|特种酶复制DNA新细节揭示

美国研究人员3月11日在《科学进展》杂志发表论文 , 揭示了Taq酶的新细节 , 这种酶由于其在聚合酶链式反应(PCR)中的应用而闻名 。 这项工作可用来开发改进版本的Taq酶 , 在复制DNA时花费更少的时间 。 这一发现是进入个性化医疗时代的一大飞跃 , 届时医生将能够根据患者个体的基因组设计治疗方案 。
加州大学欧文分校(UCI)化学系和物理与天文学系的研究团队发现 , Taq酶在帮助制造新的DNA副本时 , 其行为与科学家之前认为的完全不同 。 这项新研究的联合通讯作者、加州大学伯克利分校化学教授格雷格·韦斯解释说 , 这种酶的表现不像一台不断大量复制DNA的机器 , 而是像一个不分青红皂白的购物者 , 在商店的过道里游走 , 把看到的所有东西都扔进购物车 。
“这种酶不是仔细选择每一条碱基片段添加到DNA链中 , 而是为成功添加的每一个片段捕获数十个不合适的位置 。 ”韦斯说 , “就像购物者检查购物清单上的物品一样 , 酶会根据它试图复制的DNA序列测试每个部分 。 ”
此前已知 , Taq酶拒绝任何错误的商品进入它的“购物车” , 毕竟 , “拒绝”是成功复制DNA序列的关键 。 此次 , 研究人员发现 , Taq酶的工作效率远远低于它应有的效率 , 它“拒绝”正确碱基的频率非常高 。 这相当于一个购物者抓起六罐一模一样的西红柿放进了购物车 , 但事实上只需要一罐就够了 。
这项新研究的共同通讯作者、加州大学洛杉矶分校物理与天文学系教授菲利普·柯林斯解释说 , 这一发现是医疗保健领域革命性的一大飞跃 。 因为如果科学家了解Taq酶是如何运作的 , 那么他们就能更好地了解对一个人的基因组测序到底有多准确 。
【美国研究人员|特种酶复制DNA新细节揭示】柯林斯说 , 每个人的基因组都略有不同 , 在不同的地方有不同的突变 。 其中一些是疾病的罪魁祸首 , 另一些则完全“无责” 。 当患者的DNA与公认的人类基因组不同时 , 如何保证对患者进行的DNA测序是准确的?究竟是患者真的有罕见的突变 , 还是酶犯了一个错误?真正弄清楚这些差异对于精准医疗具有重要意义 。 实习采访人员张佳欣

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