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PNAS:华中科大朱斌等发现自然界首个不需要引物的DNA聚合酶

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-03-17  来源:华中科技大学生命与科学技术学院  浏览次数:298

2017 年 3 月 7 日,美国科学院院刊(PNAS)在线发表了华中科技大学生命学院朱斌课题组与哈佛大学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。

这项研究发现了自然界已知的第一个不需要引物的 DNA 聚合酶。华中科技大学为本工作第一完成单位,朱斌教授为本文通讯作者,研究生陆雪玲参与了这项工作。

作为遗传信息准确传递的最重要分子,DNA 聚合酶一向是分子生物学研究的热点,也是生物技术的明星分子(PCR、DNA 测序等技术的核心工具)。长久以来公认 DNA 聚合酶不能仅以核苷酸底物从头合成 DNA,必须要在一段特定长度的 DNA 或 RNA 引物末端开始聚合 DNA。

而该研究从一种新发现的海底火山病毒中找到一种独特的 DNA 聚合酶,它与任何已知 DNA 聚合酶都没有同源性,却能识别特定的模版序列,在没有引物的情况下专一性的用脱氧核糖核苷三磷酸从头合成 DNA。这一特点不仅在聚合酶进化研究中有重要意义,而且还蕴藏了在核酸合成和测序技术中的应用价值。后续的生化、结构和应用研究还在进行中。这一课题得到了华中科技大学、哈佛大学、国家自然科学基金和中组部青年千人计划的支持。

原文链接:http://www.pnas.org/content/early/2017/02/28/1700280114.abstract?sid=32923fc5-0fad-410a-a9de-5c50979bb50c

摘要:
A DNA polymerase is encoded by the deep-sea vent phage NrS-1. NrS-1 has a unique genome organization containing genes that are predicted to encode a helicase and a single-stranded DNA (ssDNA)-binding protein. The gene for an unknown protein shares weak homology with the bifunctional primase–polymerases (prim–pols) from archaeal plasmids but is missing the zinc-binding domain typically found in primases. We show that this gene product has efficient DNA polymerase activity and is processive in DNA synthesis in the presence of the NrS-1 helicase and ssDNA-binding protein. Remarkably, this NrS-1 DNA polymerase initiates DNA synthesis from a specific template DNA sequence in the absence of any primer. The de novo DNA polymerase activity resides in the N-terminal domain of the protein, whereas the C-terminal domain enhances DNA binding.

原文下载:  Deep-sea vent phage DNA polymerase specifically initiates DNA synthesis in the absence of primers_.pdf
 
 
 
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