湖南
近日，來自阿卜杜拉國王科技大學（KAUST）的科學家們取得一項重大科研成果，他們首次成功捕捉到了DNA開始解旋的瞬間，這一發現為我們揭示了生命遺傳信息復制過程中的關鍵奧秘。
大家都知道，DNA復制是所有生命生長和繁殖必不可少的環節。而在這個過程中，DNA雙螺旋結構的解旋是首要步驟。以往，雖然科學家們清楚解旋酶在DNA復制中意義重大，但并不了解DNA、解旋酶和三磷酸腺苷（ATP）是如何協同運作，驅動DNA解旋的。
此次，KAUST的助理教授阿爾弗雷多·德·比亞西奧和教授薩米爾·哈姆丹帶領團隊，借助先進的低溫冷凍電鏡技術和深度學習方法，仔細研究了猿猴病毒40大T抗原這種解旋酶與DNA之間的相互作用。他們發現，在解旋過程中，解旋酶呈現出15種不同的原子層面狀態，詳細展示了解旋酶是怎樣啟動并推動DNA雙螺旋解旋的。
ATP就像是解旋酶這個“納米機器”的燃料。打個比方，燃燒汽油能推動汽車發動機的活塞運動，而ATP就如同燃燒的“燃料”，促使解旋酶的六個“活塞”工作，進而解開DNA雙螺旋結構。研究還發現，ATP在消耗過程中，會減少對解旋酶的物理限制，讓它能沿著DNA持續解開更多雙鏈。而且，兩個解旋酶會同時在DNA的兩個位點使DNA解鏈，啟動解旋過程，它們這種協同工作的方式，讓解旋能雙向進行，高效又節能。
這一成果不僅讓我們對解旋酶的功能有了更深入的認識，還為納米技術設計提供了新思路。從設計角度看，解旋酶的工作模式展示了高效節能的機械系統原理。未來，工程師們或許能借鑒這種機制，設計出利用熵開關的新型納米機器，完成復雜的、需外力驅動的任務。相關研究成果已發表在《自然》雜志上。
參考資料：DOI： 10.1038/s41586-025-08766-w
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