研究人员发现了全球DNA修复的新模式

孟辉乐
导读 两项研究为细菌细胞如何持续修复其DNA中受损的部分(病变)提供了一幅全新的图景。在活的细菌细胞中组装成DNA修复所需机制的蛋白质。-bharati

两项研究为细菌细胞如何持续修复其DNA中受损的部分(病变)提供了一幅全新的图景。

在活的细菌细胞中组装成DNA修复所需机制的蛋白质。

-bharati等人,自然

在活的细菌细胞中组装成DNA修复所需机制的蛋白质。-bharati等人,自然

由纽约大学格罗斯曼医学院的研究人员领导的这项工作围绕着DNA分子的微妙性展开,DNA分子很容易受到细胞代谢的反应副产物、毒素和紫外线的破坏。鉴于受损的DNA会导致有害的DNA编码变化(突变)和,细胞进化出了DNA修复机制。然而,该领域一个尚未解决的主要问题是,这些机器如何在未受损DNA的“广阔领域”中快速搜索和发现罕见的受损区域。

过去的研究发现,一种重要的搜索机制——转录偶联修复(TCR)——依赖于RNA聚合酶,RNA聚合酶是沿着DNA链运转的大型蛋白质机器(复合体),当它将指令转录到RNA分子时,读取DNA“字母”的代码,然后指导蛋白质的构建。然而,该研究的作者说,在目前的研究中,TCR机制被误解了。

被广泛接受的工作,包括导致2015年诺贝尔奖的研究,都认为TCR在修复中发挥的作用相对较小,因为它依赖于一个推定的TCR因子,而该因子对DNA修复的贡献微乎其微。一个平行的过程,全球基因组修复(GGR),被认为可以扫描和固定大部分独立于转录的DNA。这两个过程都被认为为核苷酸切除修复(NER)奠定了基础,在这一过程中,一段受损的DNA被剪掉,并被精确的拷贝所取代。

3月30日发表在《自然》和《自然通讯》在线期刊上的两项新研究,基于首次对活大肠杆菌细胞DNA修复的多阶段分析,一致认为,大部分(如果不是全部)NER与RNA聚合酶耦合,RNA聚合酶扫描整个细菌遗传密码以寻找损伤。

“基于我们的结果,我们需要重新思考DNA修复领域的一些基本理论,”资深研究作者Evgeny Nudler博士说,他是纽约大学朗格尼健康中心生物化学和分子药理学系的朱莉·威尔逊·安德森教授。“对这种修复的真正理解是医学的一个基本目标,因为大多数抗生素和化疗是通过破坏致病细胞的DNA来它们的,而阻止修复的能力将使这些细胞对现有药物更加脆弱,”霍华德·休斯医学研究所的研究人员努德勒补充说。

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