2023年度的《中国科学十大进展》由国家自然科学基金委员会主办，高技术研究发展中心和科学传播与成果转化中心共同承办；《中国基础科学》、《科技导报》、《中国科学院院刊》、《中国科学基金》及《科学通报》五家期刊编辑部协办，并由来自中国科学院及中国工程院等数千位专家精心挑选，旨在宣传国内的前沿及创新研究进展，从而激励更多科研人员进行基础研究，并加深公众对科学的理解、关心及支持，营造良好的国家科学氛围。

是次入选的联合研究团队成员包括港大生物科学学院翟元梁助理教授、科大生命科学部党尚宇助理教授与科大高等研究院（IAS）资深成员戴杨碧瓘教授。团队发现人体MCM2至MCM7蛋白复合体（Minichromosome Maintenance 2-7，微小染色体维持蛋白2-7）调控DNA 复制起始的新机制，有望被应用于研发新型、高效及更具针对性的抗癌药物，有望能选择性地杀死癌细胞。

港大翟元梁教授指：「是次获选对研究团队来说是一种极高的荣誉，也说明我们的工作得到了科学界的高度认可。虽然科学家已经对DNA的复制有了一些了解，但我们对这个过程的认识还远远不够。由于这个领域还有很多未知等待我们去探索，因此每一个新的发现都是对科学的一大贡献。透过研究DNA的复制过程，我们不仅可以更深入地理解生命的基本过程，还可能为治疗癌症等疾病提供新的思路和方法。科学家们不断努力，希望未来能揭开DNA复制的神秘面纱，为人类健康和医学发展做出更大的贡献。」

科大党尚宇教授指：「如何提高化疗药物作用的针对性，一直是研发抗癌化合物的重要考量。我们十分欣喜是次研究突破得到国家的肯定。 这个研究跟冷冻电镜相关的所有工作，包括冷冻样本制作、数据收集和处理，均在科大生物冷冻电镜中心进行。我们非常感激罗桂祥基金会的慷慨资助，让科大于2019年引入如此先进的冷冻电镜设施，为这个研究带来进一步的突破和发现。 我们期望未来继续在此领域作进一步研究，谱写癌症治疗的新希望。」

研究背景

DNA是生命之蓝图，于每一个细胞中存在，其双链结构确定它的复制过程，而双链必需先解旋再复制。DNA复制研究的历史可以追溯至1950年代，当时Arthur KORNBERG教授成功于从大肠杆菌提取液中分离出DNA聚合酶，并赢得诺贝尔奖。然而，由于缺乏高分辨率结构技术所带来的挑战，研究人员未能进一步发展此一领域，使之达到其他大分子机器，如核糖体或RNA聚合酶所取得的水平。

2011年，戴杨碧瓘教授加入科大，与北京大学高宁教授领导的团队，以及在科大取得博士学位、及后成为科大IAS青年学人的翟教授合作，成功克服了上述研究障碍。 他们取得了一系列重要的研究成果，包括用冷冻电子显微镜技术分别解析了从酿酒酵母细胞提纯的MCM2-7 双六聚体和复制起始位点识别复合体的近原子分辨率的蛋白质结构，更先后于2015年和2018年登上《自然》 期刊，为研究人类复制前期复合体结构奠下基础，并在党教授于2019年加入科大后，在冷冻电镜设施的支持下继续发展。

在今次获选为中国科学十大进展的研究当中，团队利用先进的冷冻电镜技术，又成功解析了人类复制前期复合体2.59埃的高分辨率结构，该复合体由MCM2-7双六聚体（MCM-DH）装载到复制起始位点DNA而形成。在该结构中，MCM-DH直接降低DNA双链的稳定性，将位于两个六聚体结合处的DNA双链解旋，并拉伸形成一个初始开口结构（IOS）。IOS在基因组中成簇且广泛分布于无转录活性的基因间区，并与偶发的DNA复制起始区域高度重合。 研究显示，干扰DNA初始开口会抑制MCM-DH的形成，进而抑制DNA复制的起始。此研究不仅揭示了人类MCM-DH组装及初始DNA解旋以促进复制起始的新机制，也为开发以DNA复制为标靶的抗癌药物提供重要基础。研究成果已于2023年1月刊登在国际顶尖科学期刊《细胞》杂志上（按此浏览期刊文章）。

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