邁向個性化精準醫療的一大飛躍：特種酶復制DNA新細節揭示

美國研究人員11日在《科學進展》雜志發表論文，揭示了Taq酶的新細節，這種酶由于其在聚合酶鏈式反應(PCR)中的應用而聞名。這項工作可用來開發改進版本的Taq酶，在復制DNA時花費更少的時間。這一發現是進入個性化醫療時代的一大飛躍，屆時醫生將能夠根據患者個體的基因組設計治療方案。

此圖顯示處于開放構型的Taq酶正在等待新的化學堿基到達，以便嘗試將其與DNA鏈相匹配。

圖片來源：物理學家組織網

加州大學歐文分校(UCI)化學系和物理與天文學系的研究團隊發現，Taq酶在幫助制造新的DNA副本時，其行為與科學家之前認為的完全不同。這項新研究的聯合通訊作者、加州大學伯克利分校化學教授格雷格·韋斯解釋說，這種酶的表現不像一臺不斷大量復制DNA的機器，而是像一個不分青紅皂白的購物者，在商店的過道里游走，把看到的所有東西都扔進購物車。

“這種酶不是仔細選擇每一條堿基片段添加到DNA鏈中，而是為成功添加的每一個片段捕獲數十個不合適的位置。”韋斯說，“就像購物者檢查購物清單上的物品一樣，酶會根據它試圖復制的DNA序列測試每個部分。”

此前已知，Taq酶拒絕任何錯誤的商品進入它的“購物車”，畢竟，“拒絕”是成功復制DNA序列的關鍵。此次，研究人員發現，Taq酶的工作效率遠遠低于它應有的效率，它“拒絕”正確堿基的頻率非常高。這相當于一個購物者抓起六罐一模一樣的西紅柿放進了購物車，但事實上只需要一罐就夠了。

這項新研究的共同通訊作者、加州大學洛杉磯分校物理與天文學系教授菲利普·柯林斯解釋說，這一發現是醫療保健領域革命性的一大飛躍。因為如果科學家了解Taq酶是如何運作的，那么他們就能更好地了解對一個人的基因組測序到底有多準確。

柯林斯說，每個人的基因組都略有不同，在不同的地方有不同的突變。其中一些是疾病的罪魁禍首，另一些則完全“無責”。當患者的DNA與公認的人類基因組不同時，如何保證對患者進行的DNA測序是準確的?究竟是患者真的有罕見的突變，還是酶犯了一個錯誤?真正弄清楚這些差異對于精準醫療具有重要意義。

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