Elucidating HLTF-Mediated DNA Fork Remodeling via Native Mass Spectrometry
Guan-Ting Lian, Hui Emmanuela Miriam, Yi-An Chen, Yen-Ju Chen, Peter Chi*,
and Hsin-Yung Yen*
J. Am. Chem. Soc. 2026, 148, 17, 17707–17716
國立臺灣大學 生化科學研究所 冀宏源特聘教授
中央研究院 生物化學研究所 嚴欣勇助研究員
我們的DNA無時無刻都面臨著各種損傷風險,幸好細胞內擁有精密的微型機器,能隨時進行修復以維持基因體的穩定。其中一個關鍵的防禦機制稱為「複製叉倒轉(Replication fork reversal)」,而HLTF蛋白質正是此機制中負責重塑DNA結構與調節倒轉過程的核心分子。過去,科學界雖然深知HLTF的重要性,但它究竟如何在分子層面上與DNA互動,卻始終是個未解之謎。
在我們近期發表於《美國化學會誌》(JACS) 的研究中,團隊運用了「原生質譜法 (Native Mass Spectrometry)」成功突破這項挑戰。這是一項極具潛力的分析技術,能直接觀察並量測完整且脆弱的生物大分子複合體。透過這項技術,我們成功捕捉了HLTF與DNA結合的漸進動態過程。研究發現,HLTF最初以缺乏活性的「單體」形式存在於細胞中,等待啟動修復的時機。然而,當它與損傷的DNA結合後,會引發蛋白質分子層次的構形改變,進而賦予其獲取細胞能量 (ATP) 的能力。更令人驚訝的是,ATP的介入會促使兩個HLTF分子配對成為「二聚體」,轉化為啟動 DNA解旋與重塑的關鍵動力來源。這項研究不僅為我們提供了DNA重塑機制前所未有的分子視角,更充分展現了原生質譜技術在探索大型「蛋白質-DNA」複合體動態組裝上的分析優勢及應用價值。