2019年9月24日 訊 --近日，來自瑞典查爾默斯理工大學的研究人員提出了關于DNA組裝機制的新理論。此前的主流理論認為，氫鍵是將兩條DNA鏈結合在一起的關鍵，而這一新的研究表明水分子才是其中的關鍵。這一發現為醫學和生命科學研究領域的提供了新的認知。相關結果表在《PNAS》雜志上。
DNA分子包括兩條鏈，由糖分子和磷酸基團組成。連接這兩條鏈是氮堿基，它們之間具有氫鍵相互作用。目前們普遍認為氫鍵是將兩條鏈結合在一起的原因。氫鍵的作用以前被認為對于將DNA螺旋保持在一起至關重要，但其作用似乎與堿基對的排序有關。
但是現在，查爾默斯理工大學的研究人員表明，DNA維持螺旋結構的秘密可能在于其外部環境中主要由水組成，而分子內部具有疏水性。因此，環境是親水的，而DNA分子的氮堿基是疏水的。當疏水單元處于親水環境中時，它們會聚在一起，以最大程度地減少其與水的接觸。
這一發現對于理解DNA與環境之間的關系至關重要。該研究的主要工作人員之一bobo feng說：“我們認為，細胞希望保護其DNA免于暴露在含有有害分子的疏水環境中。但是與此同時，細胞的DNA需要充分打開才能被利用。”
“我們相信細胞大多數時候會將其DNA保留在水溶液中，但是一旦細胞想要對其DNA進行處理（例如讀取，復制或修復時），就會將DNA暴露于疏水環境中。”
了解這一過程可能會為我們提供許多新見解。例如，細菌使用一種稱為RecA的蛋白質來修復其DNA，研究人員認為，他們的研究結果可以提供阻止該過程并殺死細菌的方法。此外，在人類細胞中，Rad51蛋白可修復DNA并修復突變的DNA序列，否則可能導致癌癥的發生。“了解癌癥，我們需要了解DNA的修復方式。要了解這一點，我們首先需要了解DNA本身，” Bobo Feng說：“現在我們已經證明，疏水力是DNA保持結構的關鍵。我們還表明，DNA在疏水環境中的行為完全不同。這可以幫助我們了解DNA及其修復方法。
資訊出處： DNA is held together by hydrophobic forces
原始出處： Bobo Feng, Robert P. Sosa, Anna K. F. Mårtensson, Kai Jiang, Alex Tong, Kevin D. Dorfman, Masayuki Takahashi, Per Lincoln, Carlos J. Bustamante, Fredrik Westerlund, Bengt Nordén.
Hydrophobic catalysis and a potential biological role of DNA unstacking induced by environment effects. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019; 116 (35): 17169 DOI: 10.1073/pnas.1909122116
