
DNA聚合酶將DNA復(fù)制成相同的新鏈DNA,逆轉(zhuǎn)錄酶將RNA復(fù)制成DNA,與DNA聚合酶不同,大多數(shù)逆轉(zhuǎn)錄酶屬于古老進(jìn)化起源的單一蛋白家族,這些酶本身很容易出現(xiàn)錯誤,因?yàn)樗鼈內(nèi)狈σ粋校對區(qū)域(3′- 5′核酸外切酶),由于沒有校對功能,RNA復(fù)制產(chǎn)物中的錯誤無法被檢測到。因而30億年來,人體RNA遺傳信息復(fù)制過程發(fā)生錯誤可能一直存在。
然而,德克薩斯大學(xué)的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種方法首次實(shí)現(xiàn)RNA的精準(zhǔn)校對,該方法將有助于提高基因研究的精確性,并能顯著提高基于人體基因構(gòu)成的藥物研究。
研究人員創(chuàng)新設(shè)計(jì)了一種酶,不但能進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄,還具備"校對"功能或在復(fù)制遺傳密碼時能自我檢查,該酶首次實(shí)現(xiàn)大量RNA信息的精準(zhǔn)復(fù)制。研究人員利用定向進(jìn)化來訓(xùn)練高保真DNA聚合酶使用RNA模板的能力,通過這種方式創(chuàng)造了新型的酶——RTX,保留了RNA復(fù)制過程中高精度和高效的校對功能。據(jù)研究人員表示,該酶至少可將RNA復(fù)制精度提高2-10倍,從而大大提高RNA測序的準(zhǔn)確性。
德克薩斯大學(xué)合成生物學(xué)系統(tǒng)中心博士后研究員Jared Ellefson說,"我們創(chuàng)造了一種新的酶,讀取活細(xì)胞信息時能達(dá)到前所未有的精度,那些被進(jìn)化所忽略的錯誤信息,可通過我們開發(fā)的酶在RNA復(fù)制過程中得以糾正。"
反轉(zhuǎn)錄與逆轉(zhuǎn)錄病毒如HIV有關(guān),在自然界中,這些病毒無法準(zhǔn)確復(fù)制DNA,這可能導(dǎo)致物種隨時間推移變得更加多樣。自從發(fā)現(xiàn)反轉(zhuǎn)錄后,科學(xué)家們利用其來更好地了解遺傳病以及與人類健康相關(guān)的遺傳信息。然而,現(xiàn)有RNA測序容易出錯的特征是困擾科學(xué)家的一大問題。Ellefson說,"我們開發(fā)的酶通過校對增加了RNA測序的精度和保真度。如果不能準(zhǔn)確讀取RNA信息,我們就不能準(zhǔn)確了解細(xì)胞的內(nèi)部運(yùn)作,這些都將給研究實(shí)驗(yàn)室和臨床實(shí)驗(yàn)室?guī)碚`導(dǎo)性。"
分子生物信息學(xué)教授Andy Ellington表示:"當(dāng)我們朝精準(zhǔn)醫(yī)療時代發(fā)展時,讀取序列信息的準(zhǔn)確性變得越來越重要。通過該研究,我們可以更精確的復(fù)制大量RNA信息,這意味著通過基因組學(xué)信息的診斷將更精確。"
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