复制蛋白沿着DNA“线”发送信号

DNA像电线一样携带电子的能力在20多年前就被发现了。现在，研究人员发现这种效应可能与DNA复制有关，使两种关键的酶能够相互发送信号。

“我们的模型提出，通过DNA启动酶和DNA聚合酶α之间形成的DNA - rna杂交，存在快速的电子传递信号，”他说杰奎琳·巴顿在美国加州理工学院。这种从一种酶到另一种酶的“切换”是启动DNA复制的重要步骤。

巴顿和她的同事联手沃尔特Chazin他们共同提出，DNA启动酶和DNA聚合酶α中的铁硫簇充当氧化还原“开关”，帮助协调这些酶的解离和与DNA链的结合。

Barton的研究小组先前表明，电子向下DNA的转移也会影响其他参与修复的DNA酶中铁硫簇的氧化态。他们提出这些酶使用电信号来检测DNA损伤。

当Chazin的小组在复制酶中发现这些簇时，他们决定研究是否有类似的机制在起作用。查津说:“我们能够证明集群是功能所必需的，但无法提出任何逻辑解释集群在做什么。”

这两个小组使用DNA介导的电化学来研究DNA启动酶中的铁硫簇。巴顿说:“我们测量了用共价双链DNA薄膜修饰的金电极上的电子转移。”“我们可以扫描一定范围的电压，通过介入的双链DNA，观察DNA结合蛋白和金电极表面之间的基态电子转移。”

“我们发现，人类DNA引物酶中[4Fe4S]簇的氧化态起着调节DNA结合的可逆氧化还原开关的作用;氧化[4Fe4S]^{3 +}形式与DNA紧密结合，可以参与DNA电荷转移，而还原[4Fe4S]^{2 +}形式上的联系更为松散。”

研究小组提出，当处于氧化状态时，DNA引物酶可以在复制位点与展开的DNA结合，并产生互补的RNA引物。当它接收到来自DNA聚合酶α的沿DNA链传递的电信号时，它就会被还原并与DNA分离，这样其他酶就可以取代它的位置。

“这是蛋白质功能和DNA电荷传输之间一个有趣的联系，”评论道杰森溜走美国德克萨斯大学达拉斯分校教授。“未来的努力肯定会探索这种依赖氧化还原的功能在其他形式的DNA复制和DNA修复中的作用。”他补充说，“这种效应的活体演示将巩固这项工作的断言。”

Amie Boal他是Barton团队的前成员，目前在美国宾夕法尼亚州立大学工作，他说这项工作“真的扩展了我们对细胞如何利用DNA电荷传输来有效维持基因组的可能性的认识”。“在我看来，接下来最有趣的步骤将是了解哪些其他蛋白质或途径使用这种化学物质，以及不同的系统如何相互交叉。”