打破DNA配對規則 中研院院士解謎

【本刊訊】基因的遺傳有賴於遺傳物質DNA的正確複製,而在複製的過程中需要DNA聚合酶來負責確認DNA的四個鹼基,是否正確配對。不過像是DNA聚合酶這樣的監督角色,卻也不是百分百能保證配對正確。對這個遺傳中相當重要的基礎,科學家卻一直無法完全解開其背後的機制,中研院蔡明道院士日前終於成功解開這個謎題。

DNA遺傳物質由四種鹼基所組成,分別為A、T、G、C,這些鹼基的正確配對才能讓DNA的雙股正確結合,分別為A-T配和G-C配,也就是所謂的華生–克里克配對準則。而在複製DNA的過程中需要DNA聚合酶來協助,以及協助錯誤的修復。蔡明道院士的研究團隊發現,非洲豬瘟病毒DNA聚合酶X(Pol X)能使DNA配對突破華生–克里克準則。

一般的DNA聚合酶會先和DNA結合後,再依照華生–克里克配對準則找到相對應的配對。蔡院士發現Pol X雖可依照準則修復DNA,但也同樣會破壞秩序催化突變配對的產生(dG:dGTP)。研究團隊以核磁共振法解出Pol X在三種狀態下的結構,分別為單獨Pol X、二元複合物(X:MgdGTP)和三元複合物(Pol X:MgdGTP:DNA)。因而發現Pol X選擇性預先與MgdGTP結合,再與DNA結合,因此能打破華生–克里克配對準則,進而催化dG:dGTP錯誤配對的產生。

蔡院士10多年前即發現Pol X具有突破準則的特性,經過多年的追蹤研究,終於有所突破,而其與團隊的研究成果於今年3月11日刊登於《美國化學學會期刊》(Journal of American Chemical Society)中。

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