近日，一项发表在国际期刊《分子细胞》（Molecular Cell）上的研究揭示了RNA与拓扑异构酶I（TOP1）之间的相互作用机制，为理解TOP1在DNA拓扑调节中的作用提供了新的线索。这项研究由美国西北大学的研究团队主导完成，其成果或有助于开发新型癌症疗法。

 

  研究背景

 

拓扑异构酶I（TOP1）是一种重要的酶类，其主要功能是在DNA复制和转录过程中通过引入瞬时单链断裂来减轻DNA中的扭转应变，从而预防基因组不稳定性和DNA损伤。TOP1在许多人类癌症中过度表达，因此成为癌症治疗的潜在靶点。然而，对于TOP1活性调节的具体机制，科学家们仍不完全了解。

 

  研究发现

 

- **RNA与TOP1的相互作用**：研究者通过结合测序技术和体外RNA结合试验，发现TOP1能够与RNA结合，尤其是与mRNAs结合。mRNAs携带了蛋白质合成所需的遗传信息。

  

- **RNA对TOP1活性的影响**：利用DNA超卷曲实验、单分子磁性镊子实验和先进的测序技术，研究者们分析了RNA与TOP1之间的相互作用及其对TOP1催化活性的影响。研究显示，RNA与TOP1的活性呈现相反的关系，但RNA聚合酶II（Pol II）却能够激活转录过程。

 

- **调控机制**：研究揭示了一种独特的机制，即RNA能够调节TOP1所介导的DNA松弛，从而在调节基因转录过程中扮演关键角色。通过确认TOP1也是一种RNA结合蛋白，研究者们为揭示转录期间RNA和DNA之间相互作用的机制提供了新视角。

 

  研究意义

 

- **治疗癌症的新策略**：这项研究为研究人员提供了新的机制性见解，并可能通过靶向RNA与TOP1结合的小分子界面来开发新型化疗手段。抑制TOP1的RNA结合作用可能类似于已知的TOP1抑制剂（如喜树碱），通过增加DNA上的TOP1催化复合物来增加基因组的不稳定性，从而潜在地杀死癌细胞。

  

- **药物开发**：通过开发能够精确控制RNA与TOP1结合和释放的药物，研究者们希望能够增强现有的癌症治疗效果，并在开发新型疗法上取得突破。

 

   结论

 

综上所述，这项研究揭示了RNA与TOP1之间的相互作用如何调节DNA拓扑结构，并为理解RNA聚合酶II依赖性转录过程中固有的DNA拓扑异构压力提供了新的见解。未来的研究将进一步探索这一机制在癌症治疗中的应用潜力。