在今天發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》上的一篇論文中，加州大學(xué)歐文分?；瘜W(xué)系和物理與天文學(xué)系的研究人員揭示了一種使 DNA 測(cè)序成為可能的關(guān)鍵酶的新細(xì)節(jié)。這一發(fā)現(xiàn)是向個(gè)性化醫(yī)療時(shí)代的一次飛躍，屆時(shí)醫(yī)生將能夠根據(jù)個(gè)體患者的基因組設(shè)計(jì)治療方法。
“酶通過催化化學(xué)轉(zhuǎn)化使生命成為可能，否則這些轉(zhuǎn)化對(duì)生物體來說只需要很長(zhǎng)時(shí)間，”UCI 化學(xué)教授、新研究的共同通訊作者格雷格·韋斯 (Greg Weiss) 說。“我們真正感興趣的轉(zhuǎn)變之一對(duì)地球上的所有生命都是必不可少的——這是復(fù)制和修復(fù) DNA 的過程。”
UCI 領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)研究的分子是一種稱為 Taq 的酶，該名稱來源于它首次發(fā)現(xiàn)的微生物，水生生物。Taq 復(fù)制 DNA。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是一種從法醫(yī)到 PCR 檢測(cè)以檢測(cè) 的數(shù)千種用途的技術(shù)，它利用了 Taq。
UCI 領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，Taq 有助于制造新的 DNA 副本，其行為與科學(xué)家之前的想法完全不同。韋斯解釋說，這種酶不像一臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)良好、高效的機(jī)器不斷地生產(chǎn) DNA 拷貝，而是像一個(gè)不分青紅皂白的購物者，在商店的過道上巡視，把他們看到的所有東西都扔進(jìn)購物車。
“這種酶不是仔細(xì)選擇每一塊添加到 DNA 鏈中，而是為成功添加的每一塊捕獲數(shù)十個(gè)不合適的位置，”Weiss 說。“就像購物者檢查購物清單上的物品一樣，這種酶會(huì)根據(jù)它試圖復(fù)制的 DNA 序列測(cè)試每個(gè)部分。”
眾所周知，Taq 拒絕任何落入其眾所周知的購物車的錯(cuò)誤物品——畢竟，拒絕是成功復(fù)制 DNA 序列的關(guān)鍵。新工作中令人驚訝的是 Taq 拒絕正確堿基的頻率。“這相當(dāng)于一個(gè)購物者拿起半打相同的西紅柿罐頭，將它們放入購物車，并在只需要一個(gè)罐頭時(shí)對(duì)它們進(jìn)行測(cè)試。”
帶回家的信息：Taq 的工作效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其應(yīng)有的效率。
這項(xiàng)新研究的共同通訊作者、UCI 物理與天文學(xué)系教授菲利普·柯林斯解釋說，這一發(fā)現(xiàn)是朝著徹底改變醫(yī)療保健的飛躍。這是因?yàn)槿绻茖W(xué)家了解 Taq 的功能，那么他們就可以更好地了解一個(gè)人的測(cè)序基因組到底有多準(zhǔn)確。
“每個(gè)人的基因組都略有不同，”柯林斯說，“在不同的地方有不同的突變。其中一些對(duì)疾病負(fù)責(zé)，而另一些則完全不負(fù)責(zé)。要真正了解這些差異是否重要或醫(yī)療保健—— - 為了正確開藥 - 你需要準(zhǔn)確地了解差異。”
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