哺乳動物細胞可將RNA序列寫入DNA 或對生物學眾領域產生影響

美國費城托馬斯杰斐遜大學的研究人員首次發現，哺乳動物細胞可以將RNA序列轉換回DNA，這在病毒中比真核細胞更常見。這一發現可能會挑戰生物學長期以來的觀點，并可能對生物學的眾多領域產生廣泛影響。相關研究發表在6月11日的《科學進展》雜志上。

細胞含有一種機制，它可以將DNA復制成一組新的DNA，然后進入一個新形成的細胞。完成該機制的被稱為聚合酶的機器也可以構建RNA信息，這些信息就像從食譜中心——DNA儲存庫復制的筆記，這樣它們就可以被更有效地讀入蛋白質中。但此前普遍認為，聚合酶只能從DNA單向復制到DNA或RNA。這可以防止RNA信息被重寫回基因組DNA的“主配方書”中。

研究團隊首先研究了一種被稱為聚合酶θ的聚合酶。在哺乳動物細胞中的14種DNA聚合酶中，只有3種負責復制整個基因組以準備細胞分裂的大部分工作。剩下的11種主要參與DNA鏈斷裂或錯誤的檢測和修復。聚合酶θ可以修復DNA，但很容易出錯，會造成許多錯誤或突變。據此，研究人員注意到，聚合酶θ這種易出錯的“壞”性質是它與另一臺細胞機器共有的。像聚合酶θ一樣，艾滋病病毒(HIV)逆轉錄酶起DNA聚合酶的作用，但也可以與RNA結合，并將RNA讀回DNA鏈中。

在實驗中，研究人員測試了聚合酶θ與HIV逆轉錄酶的作用。研究表明，聚合酶θ能夠將RNA信息轉化為DNA，這一能力與HIV逆轉錄酶一樣，而且它實際上比復制DNA時做得更好。當使用RNA模板寫入新的DNA消息時，聚合酶θ比復制DNA時效率更高、錯誤更少，這表明這一功能可能是它在細胞中的主要用途。

研究人員使用X射線結晶學來定義聚合酶的結構時發現，這種分子能夠改變形狀，以適應更大的RNA分子——這是聚合酶中“獨一無二的壯舉”。

研究表明，聚合酶θ的主要功能是充當逆轉錄酶。在健康細胞中，聚合酶θ的目的可能是促進RNA介導的DNA修復;在不健康的細胞如癌細胞中，該分子會高度表達并促進癌細胞生長和抗藥性。

總編輯圈點

先從更容易理解的概念入手，看看HIV逆轉錄酶。HIV是一種逆轉錄病毒，其遺傳信息寫在RNA而不是DNA 上。它逆轉錄的過程，就是在逆轉錄酶的作用下，以病毒RNA為模板合成前病毒DNA的過程。此研究發現，哺乳動物細胞中的一種聚合酶，也可以將RNA信息轉化為DNA。值得注意的是，病毒逆轉錄酶在病毒生命周期中扮演的角色，使其成為抗病毒治療的靶點。那么，文中提到的這種特殊的聚合酶又能發揮什么作用呢?不禁叫人好奇。(張佳欣)