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本報訊 每個(ge) 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(chuan) 信息。當基因表達生成蛋白質時，DNA的兩(liang) 條鏈會(hui) 被分開；而為(wei) 了滿足必需機製，也會(hui) 導致兩(liang) 條鏈盤繞過度。
近日，研究人員發現，DNA結構本身的這種特征性超螺旋控製著基因表達。相關(guan) 論文近日刊登於(yu) 《細胞—報告》。
該研究負責人、西班牙國家癌症研究中心教授Felipe Cortés認為(wei) ，通過上述發現，研究人員可以將超螺旋理解為(wei) 基因組的重要調節器，而不僅(jin) 僅(jin) 是與(yu) DNA代謝相關(guan) 的問題。
研究人員表示，調節基本上發生在特定的基因上，可以在幾分鍾內(nei) 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(yu) 神經元刺激的基因。TOP2A正是即時反應基因表達的調節器。
拓撲異構酶通過消除雙螺旋相對於(yu) 其正常鬆弛結構的匝數過量（正超螺旋）和缺陷（負超螺旋）緩解拓撲壓力，從(cong) 而作用於(yu) 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，導致這些區域中DNA鏈的匝數增加。這使得雙螺旋很難打開，從(cong) 而阻止了RNA聚合酶的發展，並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(cong) 而有利於(yu) 基因表達調節元素之間的相互作用。而且，研究凸顯了DNA超螺旋參與(yu) 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(wei) 使用拓撲異構酶抑製劑調節上述過程和細胞反應打開了窗口，甚至有可能為(wei) 抗腫瘤治療開辟新道路。（唐一塵）
相關(guan) 論文信息：
https://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2021.108977
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