DNA 幕布技术提供复制的实时可视化以获得新的科学见解

UNIST生物科学系Ja Yil Lee教授领导的研究小组在分子生物学领域取得了突破。他们的研究发表在《核酸研究》杂志上，利用创新的“DNA 幕”技术成功地对 DNA 复制的实时过程进行了成像。

这一成就代表了首次直接观察 DNA复制及其与 R 环和转录蛋白的冲突，为该领域长期存在的问题提供了新的线索。

DNA复制在将遗传信息传递给下一代的过程中发挥着至关重要的作用。然而，它经常遇到障碍，例如转录过程引起的干扰或由于不完整转录而与R环碰撞。

这些现象统称为“DNA 复制应激”，与多种疾病有关，包括癌症、神经系统疾病和衰老。因此，全面了解复制、转录和 R 环之间的冲突对于制定潜在的疾病预防和治疗策略至关重要。

为了直接可视化 DNA 复制过程，研究小组采用了 DNA 幕技术，这是一种单分子成像方法。该技术有助于直接观察 DNA 复制和转录或 R 环之间的碰撞。通过实验，研究小组证明，即使是单个 R 环也会阻碍 DNA 复制并引发复制应激，当非模板链上存在 RNA-DNA 杂合体时，会观察到更高程度的阻碍。

研究小组发现，这种不对称性源于非模板链上二级结构的形成，阻碍了 Phi29 DNA 聚合酶的进展。此外，R 环内移位的单链 DNA 上 G 四链体结构的形成会加剧复制停滞。此外，研究人员还观察到 Phi29 DNA 聚合酶与 T7 RNA 聚合酶合成的 RNA 转录本之间的碰撞，揭示由于 T7 RNA 聚合酶的存在，RNA 转录本会导致更频繁的停滞。

“DNA 复制是生命现象的核心，这项研究代表了世界上首次对 DNA 复制及其与转录和 R 环的冲突进行实时荧光成像，”Lee 教授指出。“它为分子生物学中长期存在的‘复制-转录碰撞’问题提供了直接答案。”他进一步补充道，“展望未来，我们的目标是将这项突破性技术应用于人类 DNA 复制和转录的进一步研究。 ”

Subin Kim，这项研究的第一作者，博士。研究人员强调了这些发现的重要性，特别是与 R 环有关的研究结果，全世界范围内正在积极研究 R 环作为各种疾病的潜在原因，包括癌症和白血病等神经系统疾病。该研究预计将为 R 环相关疾病的治疗方法的开发做出重大贡献。

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