King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) 的一项新研究在《Nature》杂志上发表，成功捕捉到了DNA开始解旋的瞬间，这一过程是随后所有DNA复制事件的前提。
据沙特通讯社SPA 2025年3月25日报道，此次直接观察揭示了使细胞能够复制遗传物质的基本机制，而这种复制对于生物的生长和繁衍至关重要。这种微观层面的动态变化究竟是如何驱动生命延续的？
根据KAUST发布的新闻稿，该研究团队由助理教授Alfredo De Biasio和教授Samir Hamdan领导。他们采用了冷冻电子显微镜 (cryo-EM) 和深度学习技术，旨在观察 Simian Virus 40 Large Tumor Antigen 这种解旋酶与DNA之间的相互作用。研究人员详细描述了DNA复制的最早步骤，并展示了15个原子状态，具体阐明了解旋酶如何强制DNA解旋。在如此微小的尺度上，酶的运作方式是否像精密机器一样运行？
新闻稿指出，这一成就不仅是解旋酶研究的里程碑，也是在原子分辨率下观察任何酶动力学的里程碑。解旋酶在结合DNA后会使其“融化”，从而打破将双螺旋结构固定在一起的化学键。随后，它们将两条链拉开，以便其他酶完成复制工作。如果没有这关键的第一步，DNA将无法进行复制。从这个角度来看，解旋酶可以被视为纳米机器。那么，这些纳米机器是如何在分子层面精准执行任务的？
研究发现，随着三磷酸腺苷 (ATP) 的消耗，物理约束得以减少，从而允许解旋酶沿着DNA前进，解开越来越多的双链。因此，ATP的消耗起到了开关的作用，增加了系统中的熵（即无序度），使解旋酶能够自由地沿DNA移动。这种能量转化过程在细胞内部是如何被高效管理的？
De Biasio 表示，解旋酶并非通过一次动作将DNA强行撬开，而是通过循环经历构象变化，逐步使DNA链不稳定并将其分离。这种渐进式的分离机制是否意味着生命在最基础层面就采取了极其谨慎的策略？
此次研究通过高分辨率成像，将复杂的生物化学过程转化为可见的原子状态序列，为理解遗传物质复制提供了新的视角。那么，未来的研究是否能基于此发现开发出针对特定酶活动的精准医疗手段？
电讯未公布该研究的具体实验时长、参与研究的人员总数或该技术在临床应用中的预期时间表。
KAUST研究团队使用了哪些技术来观察DNA解旋？ 研究团队由助理教授Alfredo De Biasio和教授Samir Hamdan领导，采用了冷冻电子显微镜 (cryo-EM) 和深度学习技术。通过这些手段，他们观察了 Simian Virus 40 Large Tumor Antigen 解旋酶与DNA的相互作用，并详细描述了15个原子状态。
解旋酶在DNA复制中起到了什么作用？ 解旋酶在结合DNA后会打破将双螺旋结构固定在一起的化学键，使DNA“融化”并将两条链拉开。这一步骤是DNA复制的前提，如果没有这一步，其他酶无法完成复制，细胞也就无法复制遗传物质以进行生长和繁衍。
ATP在DNA解旋过程中扮演了怎样的角色？ ATP的消耗起到了开关的作用，它通过减少物理约束来增加系统中的熵（无序度），使解旋酶能够沿DNA移动。De Biasio指出，解旋酶利用ATP通过循环构象变化，逐步使DNA链不稳定并将其分离，而非一次性撬开。