科学新闻 | 人类细胞将RNA序列写入DNA，划时代的一笔

细胞含有将DNA复制成一组新的进入新形成的细胞的机器。同样的机器，叫做聚合酶，也会制造RNA信息，就像从中央DNA食谱库复制的笔记，这样就能更有效地解读成蛋白质。但是，人们认为聚合酶只能在DNA或RNA中单向工作。

DNA插图

这将阻止RNA信息被重新写入基因组DNA的主食谱。

现在，托马斯·杰斐逊大学(ThomasJefferson University)的研究人员提供了第一个证据，证明RNA片段可以被写回DNA中，这可能会挑战生物学的中心教条，并可能对生物学的许多领域产生广泛影响。

该学校生物化学和分子生物学副教授理查德·波默兰茨(Richard Pmerantz)博士说：“这项工作为许多其他研究打开了大门，这些研究将帮助我们理解将RNA信息转换成DNA的机制在我们自己的细胞中的意义。”

“人类的聚合酶能够高效地做到这一点，这一事实提出了许多问题。”例如，这一发现表明RNA信息可以作为修复或重写基因组DNA的模板。

这项研究发表在6月11日Science Advances的杂志上。

与第一作者古鲁尚卡·钱德拉穆利和其他合作者一起，波美兰茨博士的团队首先调查了一种非常不寻常的聚合酶，叫做聚合酶theta。在哺乳动物细胞中的14种DNA聚合酶中，只有3种能够复制整个基因组，为细胞分裂做准备。

细胞分裂

其余11人主要是在DNA链出现断裂或错误时进行检测和修复。聚合酶θ修复dna，但非常容易出错，并且会产生许多错误或突变。

因此，研究人员注意到，多聚酶θ的一些“坏”品质是它与另一台细胞机器的共同之处，尽管它在病毒中更常见--逆转录酶。和波尔泰塔一样，HIV逆转录酶是一种DNA聚合酶，但也能与RNA结合，并将RNA读入DNA链。

在一系列的实验中，研究人员测试了来自HIV逆转录酶的聚合酶theta，这是同类研究中最好的研究之一。他们表明，多聚酶θ能够将RNA信息转化为DNA，这与HIV逆转录酶一样，而且它实际上比将DNA复制到DNA时做得更好。与将DNA复制成DNA相比，使用RNA模板编写新的DNA信息时，聚合酶θ效率更高，带来的错误也更少，这表明这一功能可能是它在细胞中的主要用途。

该小组与陈晓江博士在南加州大学的实验室合作，并利用x射线结晶学确定了这种结构，并发现这种分子能够改变形状，以容纳更大的RNA分子--这在聚合酶中是独一无二的。

“我们的研究表明，聚合酶θ的主要功能是作为一种反转录酶，”波美兰兹博士说。在健康细胞中，这种分子的作用可能是RNA介导的DNA修复。在不健康的细胞中，如癌细胞，聚合酶θ高表达，促进癌细胞生长和耐药性。进一步了解聚合酶θ对RNA的活性如何促进DNA修复和癌细胞增殖，将是令人兴奋的。

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