作者:张佳欣 来源:科技日报 发布时间:2022/3/14 10:00:14
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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

 

科技日报讯 (实习记者张佳欣)美国研究人员3月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。

 
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