每個人類細胞包含的2米長的DNA在不斷地纏繞和解開，以獲取遺傳信息。當基因表達生成蛋白質時，DNA的兩條鏈會被分開；而為了滿足必需機制，也會導致兩條鏈盤繞過度。
近日，研究人員發(fā)現，DNA結構本身的這種特征性超螺旋控制著基因表達。相關論文近日刊登于《細胞—報告》。
該研究負責人、西班牙國家癌癥研究中心教授Felipe Corts認為，通過上述發(fā)現，研究人員可以將超螺旋理解為基因組的重要調節(jié)器，而不僅僅是與DNA代謝相關的問題。
研究人員表示，調節(jié)基本上發(fā)生在特定的基因上，可以在幾分鐘內被數百次快速誘導，例如響應壓力、細胞增殖信號、激素或參與神經元刺激的基因。TOP2A正是即時反應基因表達的調節(jié)器。
拓撲異構酶通過消除雙螺旋相對于其正常松弛結構的匝數過量（正超螺旋）和缺陷（負超螺旋）緩解拓撲壓力，從而作用于DNA蛋白質。研究人員證明，TOP2A拓撲異構酶消除了基因啟動子中的負超螺旋，導致這些區(qū)域中DNA鏈的匝數增加。這使得雙螺旋很難打開，從而阻止了RNA聚合酶的發(fā)展，并使其準備好在細胞需要時迅速激活基因。
研究人員還提出了DNA超螺旋其他功能的可能性，例如促進基因組的三維構象，從而有利于基因表達調節(jié)元素之間的相互作用。而且，研究凸顯了DNA超螺旋參與細胞功能基本過程的可能性，及其帶來的基因表達程序的深刻變化，例如細胞分化或重編程、腫瘤轉化和進展。
研究人員表示，這項工作為使用拓撲異構酶抑制劑調節(jié)上述過程和細胞反應打開了窗口，甚至有可能為抗腫瘤治療開辟新道路。（唐一塵）
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