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科学家揭示蛋白质如何协同修复DNA

根据eLife今天发表的新研究,科学家揭示了修复DNA双链断裂的重要机制。

科学家揭示蛋白质如何协同修复DNA

这一发现将有助于我们理解为什么DNA修复过程不能在某些人中正常工作,从而导致遗传性疾病和癌症。

DNA修复的主要过程之一被称为同源重组(HR)。这修复了DNA两条链都断裂的严重形式的DNA损伤。一种称为Rad51的蛋白质可协调HR,而Rad51本身则由几种“辅助”蛋白质提供支持。

东京工业大学高级作者岩崎宏史实验室的研究员比尔格·阿古汉说:“我们已经知道,一组辅助蛋白可以分为两个模块,每个模块都有不同的作用。”日本。“在这项研究中,我们旨在确切地了解模块1如何与Rad51交互以及两个模块如何协作以打开Rad51。”

研究人员开始使用酵母细胞研究Rad51及其辅助蛋白,称为Swi5-Sfr1。他们对酵母细胞进行了基因工程改造,因此缺少Swi5-Sfr1的模块1或模块2,并发现这阻止了HR修复DNA。这表明Rad51需要两个模块才能启动HR维修。

接下来,他们从细胞中纯化了Swi5-Sfr1辅助蛋白,以识别模块1中与Rad51相连的精确区域。然后,通过突变蛋白质序列,他们能够以防止Swi5-Sfr1附着于Rad51的方式修饰这些区域。令人惊讶的是,他们发现尽管突变的辅助蛋白无法在试管中打开Rad51,但具有这些突变的酵母细胞仍然能够毫无问题地修复其DNA。这导致研究小组推测,细胞中存在但试管中不存在的另一组辅助蛋白正在挽救DNA修复过程。

先前的遗传研究表明,酵母中有两个HR子途径-一个依赖于Swi5-Sfr1,另一个依赖于称为Rad51旁系同源物的分子。为了测试是否其他HR通路正在挽救DNA修复,研究小组使用了缺少Rad51旁系同源物的酵母。结果是惊人的:在具有突变Swi5-Sfr1且无Rad51旁系同源物的酵母中,DNA损伤更为严重。这表明第二组辅助蛋白抑制了Swi5-Sfr1辅助复合物突变的破坏作用。

东京工业大学教授岩崎浩史解释说:“尽管先前认为这两组辅助蛋白可以独立发挥功能,但我们的研究表明它们实际上可以一起激活DNA修复中的Rad51。”“从酵母到人类,DNA修复的基本机制都是高度保守的。我们对酵母中DNA修复的新见解可以作为了解为什么DNA修复过程无法在人类疾病中正常发挥作用的模板。”

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点击次数:更新时间2020-03-28【打印此页】??【关闭
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