迈向个性化精准医疗的一大飞跃:特种酶复制DNA新细节揭示
科技日报 2022-03-14 18:30

美国研究人员11日在《科学进展》杂志发表论文,揭示了Taq酶的新细节,这种酶由于其在聚合酶链式反应(PCR)中的应用而闻名。这项工作可用来开发改进版本的Taq酶,在复制DNA时花费更少的时间。这一发现是进入个性化医疗时代的一大飞跃,届时医生将能够根据患者个体的基因组设计治疗方案。

加州大学欧文分校(UCI)化学系和物理与天文学系的研究团队发现,Taq酶在帮助制造新的DNA副本时,其行为与科学家之前认为的完全不同。这项新研究的联合通讯作者、加州大学伯克利分校化学教授格雷格·韦斯解释说,这种酶的表现不像一台不断大量复制DNA的机器,而是像一个不分青红皂白的购物者,在商店的过道里游走,把看到的所有东西都扔进购物车。

“这种酶不是仔细选择每一条碱基片段添加到DNA链中,而是为成功添加的每一个片段捕获数十个不合适的位置。”韦斯说,“就像购物者检查购物清单上的物品一样,酶会根据它试图复制的DNA序列测试每个部分。”

此前已知,Taq酶拒绝任何错误的商品进入它的“购物车”,毕竟,“拒绝”是成功复制DNA序列的关键。此次,研究人员发现,Taq酶的工作效率远远低于它应有的效率,它“拒绝”正确碱基的频率非常高。这相当于一个购物者抓起六罐一模一样的西红柿放进了购物车,但事实上只需要一罐就够了。

这项新研究的共同通讯作者、加州大学洛杉矶分校物理与天文学系教授菲利普·柯林斯解释说,这一发现是医疗保健领域革命性的一大飞跃。因为如果科学家了解Taq酶是如何运作的,那么他们就能更好地了解对一个人的基因组测序到底有多准确。

柯林斯说,每个人的基因组都略有不同,在不同的地方有不同的突变。其中一些是疾病的罪魁祸首,另一些则完全“无责”。当患者的DNA与公认的人类基因组不同时,如何保证对患者进行的DNA测序是准确的?究竟是患者真的有罕见的突变,还是酶犯了一个错误?真正弄清楚这些差异对于精准医疗具有重要意义。

文/科技日报记者 张佳欣

编辑/范辉

相关阅读
线虫研究第四次斩获诺贝尔奖:科学是由普通人完成的
澎湃新闻 2024-10-08
全球首次!中国专家揭示猴痘病毒DNA复制工作机制
北京日报 2024-02-08
专家研究将细菌变移动硬盘 经典论文存入细菌DNA里 研究者:使用的是非致病细菌
北京青年报客户端 2023-02-19
中国科学家创新DNA存储算法 让敦煌壁画再“活”两万年
中国青年报 2022-10-10
拜登四天即复阳,辉瑞新冠口服药走下神坛?
每日经济新闻 2022-08-01
科学|“垃圾DNA”真的很垃圾吗?
阅读武汉 2022-02-20
新研究挑战DNA随机突变进化理论 或促进植物育种和人类遗传学研究的突破
科技日报 2022-01-13
新发现填补人类基因组图谱空白 有助更好理解遗传学与疾病的关联
科技日报 2021-11-16
最新评论