DNA超螺旋的精确调控对于维持细胞内DNA的结构和功能至关重要。然而，DNA的超螺旋结构必须由拓扑异构酶精确调节，以避免DNA的缠绕和损伤。类型IIA DNA拓扑异构酶与两个DNA分子的相互作用是实现这一调节的关键步骤之一，但这个过程的分子机制至今仍然不清楚。

最近的一项研究利用冷冻电子显微镜技术，成功解析了大肠杆菌DNA旋转酶与负超螺旋小圆环DNA结合的结构。研究人员发现，DNA旋转酶能够捕获DNA交叉，这一发现为我们提供了关于DNA超螺旋调控的新见解。

图源：Science（2024）DOI: 10.1126/science.adl5899

通过分子镊子实验，研究人员还发现DNA交叉具有正手性，这意味着在DNA超螺旋结构中，DNA旋转酶能够同时调节DNA的松弛和超螺旋缠绕的过程。这一结论对于我们理解DNA超螺旋调控的机制具有重要意义。

这项研究的结果不仅揭示了DNA超螺旋调控的新机制，还为未来设计针对DNA拓扑异构酶的药物提供了重要线索。对于这些药物的开发可能有助于治疗与DNA结构和拓扑异常相关的疾病，如癌症和遗传性疾病等。这项研究为我们提供了深入了解DNA超螺旋调控的新视角，并为相关疾病的治疗开发提供了重要的科学依据。

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