PNAS:華中科大發現自然界第一個不需要引物的 DNA 聚合酶

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2017 年 3 月 7 日,美國科學院院刊(PNAS)線上發表了華中科技大學生命學院朱斌課題組與哈佛大學和日本地球海洋科技局合作完成的最新成果:Deep-sea vent phage DNA polymerase specifically initiates DNA synthesis in the absence of primers。這項研究發現了自然界第一個不需要引物的 DNA 聚合酶。華中科技大學為本工作第一完成單位,朱斌教授為本文通訊作者,研究生陸雪玲參與了這項工作。

作為遺傳資訊準確傳遞的最重要分子,DNA 聚合酶一向是分子生物學研究的熱點,也是生物技術的明星分子(PCR、DNA 測序等技術的核心工具)。長久以來公認 DNA 聚合酶不能僅以核苷酸底物從頭合成 DNA,必須要在一段特定長度的 DNA 或 RNA 引物末端開始聚合 DNA。

而本工作從一種新發現的海底火山病毒中找到一種獨特的 DNA 聚合酶,它與任何已知 DNA 聚合酶都沒有同源性,卻能識別特定的模版序列,在沒有引物的情況下專一性的用脫氧核糖核苷三磷酸從頭合成 DNA。這一特點不僅在聚合酶進化研究中有重要意義,而且還蘊藏了在核酸合成和測序技術中的應用價值。後續的生化、結構和應用研究還在進行中。本課題得到了華中科技大學、哈佛大學、國家自然科學基金和中組部青年千人計劃的支援。

海洋中的微生物是地球上最大的新穎基因和蛋白質的寶庫,海洋生物學可以說是另一種生物學,像這樣打破常規認識的發現可以期待在海洋中還會層出不窮。

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