DNAの複製は、細胞分裂と遺伝情報の伝播に不可欠です。このプロセスは複雑であり、DNA二重らせんの2つの鎖を解き放ち、分離するために協力する複数のタンパク質が含まれます。
ヘリカーゼと呼ばれる酵素の新しいCryo-Electron顕微鏡（Cryo-EM）画像は、この分離がどのように起こるかについて、最も詳細な見解を提供します。 Journal *Nature *に掲載された画像は、ヘリカーゼが「モーター」ドメインを使用してDNA分子に沿って歩く方法を明らかにし、その「巻き戻す」ドメインは2つの鎖を分離します。
ヘリカーゼの分子メカニズムのこの新しい理解は、この酵素を標的とする新薬の発生につながる可能性があります。このような薬物は、癌細胞の成長を阻害するのに役立ち、急速なDNA複製に依存して増殖します。
ヘリカーゼがDNA二重ヘリックスをどのように分離するか
ヘリカーゼは、DNAの複製に重要な役割を果たすタンパク質です。塩基対の間の水素結合を破壊し、2つの鎖を分離することにより、二重らせんを解き放ちます。
cryo-em画像は、ヘリカーゼが作用しており、そのモータードメインはDNA分子に巻き付けられ、その巻き戻しドメインが手のように伸びています。モータードメインは、ATP加水分解からのエネルギーを使用してDNAに沿って移動しますが、巻き戻しドメインは2つの鎖を分離します。
画像はまた、ヘリカーゼが一本鎖DNA結合タンパク質（SSB）と呼ばれるタンパク質と相互作用することを明らかにしています。 SSBは、分離されたDNA鎖を安定させ、それらが再生じるのを防ぐのに役立ちます。
癌療法への影響
ヘリカーゼの分子メカニズムの新しい理解は、この酵素を標的とする新薬の発生につながる可能性があります。このような薬物は、癌細胞の成長を阻害するのに役立ち、急速なDNA複製に依存して増殖します。
薬物の潜在的な標的の1つは、ヘリカーゼとSSB間の相互作用です。この相互作用を破壊することにより、ヘリカーゼ活性を阻害し、DNA鎖の分離を防ぐことができるかもしれません。これは、癌細胞の死につながる可能性があります。
Cryo-EMは、多くの重要な生物学的プロセスの分子メカニズムに関する洞察を提供している強力な新しい手法です。作用中のヘリカーゼの画像は、この力の美しい例であり、cryo-emが新薬の開発につながる可能性です。
