科大新研究揭DNA複製過程 或有助治療癌症及理解遺傳病成因

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去氧核糖核酸(DNA)可組成遺傳指令,能影響生物的發育與機能運作,惟DNA的複製過程一直是個謎。最近,香港科技大學的研究團隊就首次測定具原子解像度的 DNA 複製機器三維結構,觀察到當細胞進行分裂時,DNA是如何進行複製。研究有望在日後為癌症病人提供新治療方案及理解遺傳疾病的成因。

戴碧瓘教授(左三)、翟元樑教授(右二)手持複製起始位點識別複合物模型與研究團隊成員。 (科大提供)

科大賽馬會高等研究院資深訪問成員戴碧瓘教授、香港大學助理教授翟元樑與北京大學生命科學學院高寧教授合作,以冷凍電子顯微鏡技術了解DNA的複製過程。在這項全新技術配合下,本來會高速移動的DNA和蛋白質顆粒可被急凍,方便研究團隊進行觀察。而且新技術可連續拍攝,如同拍攝3D的影片,比以往只能拍攝2D相片的技術,更能清晰地觀察DNA複製過程。

研究團隊藉此新技術,成功解析DNA 複製起始位點識別複合物(origin recognition complex, ORC)的高解像三維結構,ORC是一種蛋白質,團隊現時可憑藉技術,了解這種蛋白質是如何與DNA結合,包括結合的速度、位置等。

複製起始位點識別複合物與DNA結合的冷凍電子顯微鏡照片。 (科大提供)

是項新發現將有助研發出針對癌症和發展遲緩的治療方案。癌症的出現是由於細胞分裂速度過快,甚至增生得無法控制,這項研究有助了解癌症患者哪個DNA位置出錯,提供更好的「靶點」,或可幫助藥廠研發藥物,針對性地遏止靶點的蛋白質與DNA結合,減慢複製速度,甚至阻止複製的出現,以治療癌症。

而原基性侏儒症等發展遲緩就是由於DNA複製速度太慢所致,這項研究亦可有助了解侏儒症的病因,從而針對性地進行治療,令蛋白質與DNA結合的速度可回復正常。這項研究已於國際權威科學期刊《自然》(Nature)發表。



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