就像链子上的珠子一样

DNA 的精确分离和质粒的忠实遗传是细菌细胞分裂的关键步骤。现在，由马克斯·普朗克陆地微生物研究所的 Sean Murray 领导的一组研究人员开发了一种计算模拟，可以解释 DNA 分离的关键机制。他们的发现为实验测试铺平了道路，并揭示了与合成生物学和医学应用相关的基本生化原理。

遗传物质忠实地遗传给下一代是所有生命形式的基本过程。这一过程的核心是细胞分裂过程中复制的遗传物质的准确传输。马克斯·普朗克陆地微生物研究所的肖恩·穆雷 (Seán Murray) 领导的研究小组现已成功开发出针对这一核心过程的计算模拟。与通常受到分辨率限制的实验技术不同，随机建模可以揭示 DNA 分离的基本过程并了解所涉及蛋白质的精细结构。

在许多细菌中，这个过程的一个重要部分是形成一种称为分区复合物的大分子复合物，它是作为 ParABS 系统的一部分而形成的。在这里，ParB 蛋白通过与 DNA 结合的 ParA-ATP 相互作用来移动 DNA，从而实现 DNA 的主动分离。为了保证其正确的功能，它需要其蛋白质亚部分和 DNA 之间的精确相互作用。

“滑动桥接”原理

尽管它们具有重要意义，但蛋白质复合物的结构及其组装背后的机制仍然难以捉摸。基于最近的发现，研究小组开发了一个模型，表明 DNA 和 ParB 二聚体可以遵循“滑动和桥接”原理。

该研究的第一作者、研究生 Lara Connolley 重点研究了将 ParB 二聚体加载到 DNA 上的过程，该过程发生在称为 parS 位点的特定区域。“根据我们的随机模型，ParB 二聚体通过形成蛋白夹在 parS 位点上附着在 DNA 上，然后沿着 DNA 链滑动，就像链上的珠子一样。我们还预测，短暂的桥将 DNA 组织成发夹和螺旋状Lara Connolley 解释道：“二聚体之间的桥接相互作用导致 DNA 弯曲并形成多种结构。进一步研究这些结构变异可能是理解 ParB 在不同生物环境中作用的关键。

下一步是进行实验，更详细地测试和验证模型预测。此外，对不同细菌种类的研究将有助于更好地了解分区复合物结构中存在的多样性。马克斯·普朗克科学家 Seán Murray 表示：“我们的研究提供了对 DNA 分离世界的更深入了解，并且与许多不同的细菌物种以及低拷贝数质粒也具有潜在相关性，这些质粒也可以通过 ParABS 系统进行分离。”抗性基因位于此类质粒上。因此，除了作为基础研究很重要之外，这些结果对公共健康也很重要。”

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