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DNA超螺旋的精確調(diào)控對(duì)于維持細(xì)胞內(nèi)DNA的結(jié)構(gòu)和功能至關(guān)重要。然而，DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)必須由拓?fù)洚悩?gòu)酶精確調(diào)節(jié)，以避免DNA的纏繞和損傷。類型IIA DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶與兩個(gè)DNA分子的相互作用是實(shí)現(xiàn)這一調(diào)節(jié)的關(guān)鍵步驟之一，但這個(gè)過程的分子機(jī)制至今仍然不清楚。

最近的一項(xiàng)研究利用冷凍電子顯微鏡技術(shù)，成功解析了大腸桿菌DNA旋轉(zhuǎn)酶與負(fù)超螺旋小圓環(huán)DNA結(jié)合的結(jié)構(gòu)。研究人員發(fā)現(xiàn)，DNA旋轉(zhuǎn)酶能夠捕獲DNA交叉，這一發(fā)現(xiàn)為我們提供了關(guān)于DNA超螺旋調(diào)控的新見解。

圖源：Science（2024）DOI: 10.1126/science.adl5899

通過分子鑷子實(shí)驗(yàn)，研究人員還發(fā)現(xiàn)DNA交叉具有正手性，這意味著在DNA超螺旋結(jié)構(gòu)中，DNA旋轉(zhuǎn)酶能夠同時(shí)調(diào)節(jié)DNA的松弛和超螺旋纏繞的過程。這一結(jié)論對(duì)于我們理解DNA超螺旋調(diào)控的機(jī)制具有重要意義。

這項(xiàng)研究的結(jié)果不僅揭示了DNA超螺旋調(diào)控的新機(jī)制，還為未來設(shè)計(jì)針對(duì)DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶的藥物提供了重要線索。對(duì)于這些藥物的開發(fā)可能有助于治療與DNA結(jié)構(gòu)和拓?fù)洚惓Ｏ嚓P(guān)的疾病，如癌癥和遺傳性疾病等。這項(xiàng)研究為我們提供了深入了解DNA超螺旋調(diào)控的新視角，并為相關(guān)疾病的治療開發(fā)提供了重要的科學(xué)依據(jù)。

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