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机体内部通讯新理论:DNA似活的电话线

日期:2015-01-07 00:00:00

这是令人难以置信的协调。它们必须彼此通话。电话游戏让事情做得更好。“这是一个疯狂的点子,对吗?”Jacqueline Barton说。她镇定自若地坐在美国加利福尼亚州理工学院的办公室里,看上去像是一幅科学家画像。但几十年来,她一直在与自己的生物化学家同行就DNA的性能展开争论。

 
太阳光里的光子,食物、水和空气中的诱变剂以及其他攻击因素都在损害着盘绕在每个细胞核中的DNA分子。一个蛋白质“哨兵家族”在永久地扫描着人们的基因,并努力在损伤引发癌症和其他疾病前修复它们。但这些修复蛋白质如何从30亿对核苷酸中找到受损点仍是个谜。这些修复蛋白质通过跳到DNA上,并沿着双螺旋链进行扫描,寻找被化学修饰、匹配错误同伴或简单遗失的核苷酸。但这一进程太过缓慢。“如果你仅仅是循序调查该基因,那么细胞中没有足够的DNA修复蛋白清理(这些错误)。”范德堡大学结构生物学家Walter Chazin说。
 
现在,在经历了近30年辛勤实验和大量争论后,化学家Barton想出了一个合理的方案。该方案重点是,除了充当细胞基因库外,DNA还会导电。Barton认为,DNA修复蛋白使用通讯功能,就像DNA电话线一样彼此进行交流,极大加快了损伤寻找速度。“这种交流是修复的第一步。”她说。
 
如果该提议还不足以激怒怀疑者,Barton正在更进一步。最近的证据显示,DNA电话线不仅加速DNA修复,还在蛋白质操控DNA的大部分过程(甚至是基因的读取和复制)中发挥重要作用。“这是令人难以置信的协调。它们必须彼此通话。电话游戏让事情做得更好。”“这是个令人难以置信的主意。”起初将自己归为怀疑者之列的Chazin说,但现在他正在自己的实验室里积极研究该理论。Chazin等人注意到,许多生物学家仍回避蛋白质将电子注入DNA的概念,这可能破坏它们想要保护的分子。但他表示:“起生物作用的DNA电荷输送轨迹在增加。”

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