저자 : Benjamin Schwartz 등.
출처 : Biorxiv (2022)
요약 :
DNA 복제는 세포 분열 동안 유전 물질의 정확한 중복을 보장하는 기본 생물학적 과정입니다. 복제를 시작하기 위해, Helicase-Helicase 로더로 알려진 특수 단백질 복합체는 DNA 이중 나선에 결합하고 둘러싸고, 단단히 코일 가닥을 풀고 복제 포크를 생성합니다. 그러나,이 복합체가 DNA에 결합하고 랩핑하는 정확한 메커니즘은 애매 모호하게 남아있다.
현저한 돌파구에서, 연구자들은 냉동 전자 현미경을 사용하여 헬리 카제-헬리 카제 로더 복합체 중간 작용을 포착했다. Preprint Server Biorxiv에서보고 된 그들의 발견은 단백질 기계와 DNA 사이의 복잡한 상호 작용에 대해 전례없는 빛을 비추어 DNA 복제의 초기 단계에 대한 중요한 통찰력을 제공합니다.
고해상도 이미지는 헬리 케이스-헬리 카스 로더 복합체가 DNA 이중 나선과 헬리 케이스 단백질을 잡고 DNA 가닥을 뽑을 준비가 된 헬리 케이스 로더 단백질과 함께 DNA를 둘러싸는 고리 모양의 구조를 형성한다는 것을 밝혀냈다. 이러한 배열은 헬리 케이스 로더 단백질이 DNA 결합에 중요한 역할을하며, DNA 주위의 복합체를 안정화시키고 복제 개시를 위해 준비한다는 것을 시사한다.
추가 분석은 헬리 케이스 로더 단백질과 DNA 골격 사이의 특이 적 상호 작용을 밝혀 냈으며, 이는 복합체가 DNA에 튜터하는 분자 메커니즘을 밝혀냈다. 이들 상호 작용은 헬리 케이스 로더 단백질 내의 여러 아미노산 잔기를 포함하는 수소 결합 및 반 데르 발스 (Van der Waals)와 DNA 포스페이트와의 접촉을 형성하여 유전 물질에 대한 안전한 그립을 보장한다.
또한, 연구자들은 헬리 케이스 로더 단백질 내에서 유연한 링커 영역을 확인하여 다양한 DNA 서열에 대한 형태를 적응시킬 수있게한다. 이 유연성은 복합체가 복제 중에 발생하는 다른 DNA 서열을 수용하는 데 필수적이며, 이중 나선의 효율적인 풀림을 보장합니다.
이러한 발견은 Helicase-Helicase Loader 복합체가 DNA를 인식, 결합 및 래핑하여 복제를 시작하는 방법에 대한 상세한 분자 이해를 제공합니다. 이 지식은 DNA 복제의 근본적인 기본 메커니즘에 대한 이해를 심화시켜 복제 충실도, 유전 질환 및 새로운 치료 전략의 발달에 대한 추가 연구를위한 길을 열어줍니다.
