清華大學Nature發表最新研究成果

　　來自清華大學、香港科技大學和康奈爾的研究人員報告稱，他們成功揭示出了分辨率達到3.8埃近原子水平的真核生物MCM復合物結構。這一重要的研究結果發布在7月29日的《自然》（Nature）雜志上。

　　清華大學生命科學學院的高寧（Ning Gao）研究員、香港科技大學的Yuanliang Zhai助理教授及康奈爾大學的Bik-Kwoon Tye教授是這篇論文的共同通訊作者。高寧實驗室主要利用冷凍電鏡三維重構技術研究蛋白質的生物合成和降解、核糖體的組裝成熟、蛋白翻譯的調控等重要生物過程。

　　在DNA的復制過程中，首先必須要將雙鏈的DNA解開成兩條單鏈，進而DNA聚合酶才能以兩條單鏈作為模板通過堿基互補原則合成兩條與原雙鏈DNA一樣序列的雙鏈DNA。在原核生物和真核生物中，DNA解鏈都是由環繞并沿著DNA鏈DNA的專門的解螺旋酶來完成.

　　真核生物雙鏈DNA解開是由非常保守的微小染色體維持蛋白（MCM）負責，其家族成員包括MCM2、MCM3、MCM4(Cdc21)、MCM5(Cdc46)、MCM6(Mis5)、MCM7(Cdc47)。MCM2-7裝載成六聚體復合物構成DNA復制許可因子，啟動DNA復制。

　　在真核生物中，復制起始識別復合物實現結合復制起始點，然后在DNA復制蛋白Cdc6和Cdt1的幫助下將兩個MCM2?7六聚體加在到原雙鏈DNA上以二聚體形式結合到復制源上，組裝成pre-RC(pre-replicative complex)，此時MCM2?7解螺旋酶活性尚未被激活。

　　在G1-S的轉折期，Cdc7-Dbf4（Dbf4依賴的激酶）和CDK（細胞周期蛋白依賴的激酶）兩類激酶磷酸化一系列蛋白，從而使Sld2-Sld3-Dpb11介導的Cdc45和GINS等其他必需的復制蛋白結合到pre-RC上，形成具有解螺旋酶活性的CMG復合物，此時細胞完成了對復制源的激活，然后進一步進行DNA聚合酶介導的鏈延伸過程。

　　在這篇Nature文章中研究人員報告稱，他們純化出了來自芽殖酵母G1染色體的內源性MCM27雙六聚體，利用低溫電子顯微鏡以3.8埃（?）的總體分辨率確定了它的結構。除了一些周邊區域，圖像的核心分辨率達到了3.5埃，由此構建出了這一1.2 MDa復合物約80%序列的原子模型。結構分析結果揭示出了諸多關于這一大型復合物構造的細節，并闡明了這一復制螺旋酶功能的許多方面。

　　新研究中這些精細的結構細節為設計及解讀一些剖析MCM2?7復合物功能及機制的生化研究提供了豐富資源。并為未來研究這一螺旋酶家族在真核生物中特異性的裝配、激活和調控提供了一個框架。