发现显示人体细胞可以将RNA序列写入DNA中

细胞含有将DNA重复为进入新形成的细胞的新组件的机器。同一类机器，称为聚合酶，也构建RNA消息，类似于从食谱的中央DNA储存库复制的音符，因此可以更有效地阅读蛋白质。但是认为聚合酶仅在一个方向上工作DNA或者进入DNA或RNA。这可以防止RNA消息被重写回基因组DNA的主食谱书。现在，托马斯杰斐逊大学的研究人员提供了第一个证据表明RNA段可以写回DNA，这可能挑战生物学中的中央教条，并且可能对许多生物领域的影响很大。 ＆＃34;这项工作打开了许多其他研究的门，帮助我们了解在我们自己的细胞中将RNA消息转化为DNA的机制的重要性，＆＃34; Richard Pomerantz说，博士，托马斯杰斐逊大学生物化学和分子生物学副教授。 ＆＃34;人类可以以高效率做到这一点的现实提出了许多问题。＆＃34;例如，该发现表明RNA消息可以用作修复或重新写入基因组DNA的模板。

与第一作者Gurushankar Chandramouly和其他合作者一起，Pomerantz＆＃39; S团队通过调查一种非常异常的聚合酶，称为聚合酶θ。在14个DNA聚合酶中，只有三种进行重复整个基因组的大部分工作以准备细胞分裂。剩余的11主要涉及在DNA股中的休息或错误时检测和修理。聚合酶Theta修理DNA，但非常出错，易于误差或突变。因此，研究人员注意到一些聚合酶Theta＆＃39; s＆＃34;坏＆＃34;与另一种细胞机共享的质量，虽然在病毒 - 逆转录酶中更常见。与Theta一样，HIV逆转录酶用作DNA聚合酶，但也可以将RNA结合并将RNA读回DNA链。

在一系列优雅的实验中，研究人员将聚合酶Theta与HIV的逆转录酶进行测试，这是其种类的最佳研究之一。它们表明，聚合酶Theta能够将RNA消息转化为DNA，其它表现为HIV逆转录酶，并且它实际上比将DNA复制到DNA时更好的工作。当使用RNA模板写入新DNA消息时，Theta在更有效并引入较少的误差，而不是将DNA复制到DNA中，表明该功能可以是其在细胞中的主要目的。

该集团与Xiaojiang S. Chen博士和＃39; S实验室合作，使用了X射线晶体学，以定义结构，发现该分子能够改变形状以适应更庞大的RNA分子 - 壮举在聚合酶中。

＆＃34;我们的研究表明，聚合酶Theta＆＃39; s的主要功能是充当逆转录酶，＆＃34; Pomerantz博士说。 ＆＃34;在健康的细胞中，该分子的目的可能是RNA介导的DNA修复。在不健康的细胞中，例如癌症，聚合酶Theta是高度表达的，促进癌细胞生长和耐药性。进一步了解聚合物序列和＃39;在RNA上的活性如何有助于DNA修复和癌细胞增殖，这将是令人兴奋的。＆＃34;更多信息：POLθ逆转录RNA并促进RNA模板DNA修复，科学进步（2021）。 DOI：10.1126 / sciadv.abf1771