뉴스 워시 - 2022 년 12 월 14 일, 뉴욕 스토니 브룩 - 세포가 분열 될 때마다, 각각의 새로운 세포에 완전한 유전자 지시가 있도록하기 위해 게놈을 정확하게 복제해야한다. DNA 복제로 알려진이 중요한 과정은 이중 가닥 DNA를 풀고, 두 가닥을 분리하고, 원래 DNA 분자의 두 개의 동일한 사본을 생산하기 위해 각각을 복사 할 수있는 정교한 분자 기계가 필요합니다.
DNA 복제에 관여하는 주요 단백질 중 하나는 DNA 이중 나선을 풀기 위해 분자 운동처럼 작용하는 효소 인 복제 헬리 케이스입니다. 헬리 카제의 구조와 메커니즘을 이해하는 것은 DNA 복제의 복잡성을 풀고 암 및 바이러스 감염과 같은 다양한 질병에서 치료 중재에 대한 잠재적 표적을 식별하는 데 필수적입니다.
Stony Brook University와 Massachusetts University의 과학자 인 Stephen Leffak과 James Berger 교수가 이끄는 Massachusetts University의 과학자 팀인 Nature Structural &Molecular Biology 저널에 발표 된 최근 연구에서 복제 헬리 카제 운영 방식을 이해하는 데 큰 진전을 보였습니다. 고급 냉동 전자 현미경 (Cryo-EM)을 사용하여, 그들은 _bacillus subtilis_로부터 복제 헬리 케이스의 고해상도 구조를 DNA 기질과 복합체로 결정했다.
이 구조는 헬리 케이스가 독특한 "게 클로"모양을 가지고 있으며, 두 개의 도메인이 함께 모여 DNA를 잡고 두 가닥을 분리합니다. 게 클로 형태는 헬리 케이스가 DNA 기질을 둘러싸고 이중 나선을 풀기위한 안정적인 플랫폼을 제공합니다.
Stony Brook University의 생화학 및 세포 생물학과 교수 인 Stephen Leffak은“이 구조는 Helicase가 DNA를 결합하고 풀리는 방법에 대한 명확한 그림을 제공합니다. "이것은 복제 헬리 케이스의 작동 방식과 치료 중재를 목표로하는 방법을 이해하기위한 중요한 단계입니다."
또한, 연구원들은 헬리 케이스 활동을 제어하는 주요 규제 메커니즘을 확인했습니다. 그들은 헬리 케이스가 두 개의 별개의 형태를 채택 할 수 있음을 보여 주었다. 이는 DNA에 결합 할 수있는 "열린"형태와 헬리 케이스를 비활성화시키는 "자가 유해한"형태를 채택 할 수 있음을 보여 주었다. 이 두 형태 사이의 스위치는 단일 가닥 DNA- 결합 단백질 (SSB)이라는 작은 조절 단백질에 의해 제어된다.
매사추세츠 대학교 (University of Massachusetts Medical School)의 생화학 및 분자 약리학 교수 인 제임스 버거 (James Berger)는“자가 억제 형태는 헬리 케이스가 조기에 조기에 풀지 못하게하는 안전 메커니즘처럼 작용한다. "SSB 단백질은 헬리 카제를 잠금 해제하는 키 역할을하여 DNA에 결합하고 복제 과정을 시작할 수 있습니다."
이러한 발견은 DNA 복제의 분자 메커니즘에 대한 새로운 통찰력을 제공하고 헬리 케이스 활성을 억제하고 병원성 미생물 또는 암 세포에서 DNA 복제를 방해 할 수있는 새로운 약물의 발달을위한 잠재적 표적을 나타낸다.
연구팀은 이제 복제 헬리 케이스의 구조와 기능을 추가로 조사하고 DNA 복제에 관여하는 다른 단백질과 어떻게 상호 작용하는지 이해하기 위해 노력하고 있습니다. 이 연구는 DNA 복제 결함 또는 조절 곤란과 관련된 질병을 치료하기위한 새로운 치료 전략의 개발로 이어질 수있다.
Stony Brook University
Stony Brook University는 26,000 명 이상의 학생과 2,700 명의 교수진이있는 SUNY OPERATED PUBLIC RESTRAPING 대학입니다. 이 대학은 건강 과학, 공학, 비즈니스, 사회 과학 및 인문학을 포함한 다양한 분야에서 200 개 이상의 학부 및 100 개의 대학원 학위 프로그램을 제공합니다. Stony Brook의 최첨단 시설에는 Stony Brook Southampton Marine Science Center, Advanced Computational Science 연구소 및 Laufer Physical and Biological Sciences가 있습니다. 대학은 미국 대학교 대학 협회의 회원이며 연구 및 교육의 우수성으로 인정 받고 있습니다.
