湖南
近日，来自阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）的科学家们取得一项重大科研成果，他们首次成功捕捉到了DNA开始解旋的瞬间，这一发现为我们揭示了生命遗传信息复制过程中的关键奥秘。
大家都知道，DNA复制是所有生命生长和繁殖必不可少的环节。而在这个过程中，DNA双螺旋结构的解旋是首要步骤。以往，虽然科学家们清楚解旋酶在DNA复制中意义重大，但并不了解DNA、解旋酶和三磷酸腺苷（ATP）是如何协同运作，驱动DNA解旋的。
此次，KAUST的助理教授阿尔弗雷多·德·比亚西奥和教授萨米尔·哈姆丹带领团队，借助先进的低温冷冻电镜技术和深度学习方法，仔细研究了猿猴病毒40大T抗原这种解旋酶与DNA之间的相互作用。他们发现，在解旋过程中，解旋酶呈现出15种不同的原子层面状态，详细展示了解旋酶是怎样启动并推动DNA双螺旋解旋的。
ATP就像是解旋酶这个“纳米机器”的燃料。打个比方，燃烧汽油能推动汽车发动机的活塞运动，而ATP就如同燃烧的“燃料”，促使解旋酶的六个“活塞”工作，进而解开DNA双螺旋结构。研究还发现，ATP在消耗过程中，会减少对解旋酶的物理限制，让它能沿着DNA持续解开更多双链。而且，两个解旋酶会同时在DNA的两个位点使DNA解链，启动解旋过程，它们这种协同工作的方式，让解旋能双向进行，高效又节能。
这一成果不仅让我们对解旋酶的功能有了更深入的认识，还为纳米技术设计提供了新思路。从设计角度看，解旋酶的工作模式展示了高效节能的机械系统原理。未来，工程师们或许能借鉴这种机制，设计出利用熵开关的新型纳米机器，完成复杂的、需外力驱动的任务。相关研究成果已发表在《自然》杂志上。
参考资料：DOI： 10.1038/s41586-025-08766-w
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