研究人員發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)支架可修復(fù)DNA損傷

在哥本哈根大學(xué)，研究人員發(fā)現(xiàn)了某些類型的蛋白質(zhì)如何穩(wěn)定受損的DNA，從而保持DNA的功能和完整性。這一新發(fā)現(xiàn)也解釋了為什么某些蛋白質(zhì)先天或后天缺陷的人無法保持其DNA穩(wěn)定并發(fā)展出諸如癌癥的疾病。

每天，人體細(xì)胞分裂數(shù)百萬次，要保持其身份，就需要母細(xì)胞無誤地將完整的遺傳信息傳遞給子細(xì)胞。

這不是一項艱巨的任務(wù)，因為我們的DNA不斷受到環(huán)境和細(xì)胞自身代謝活動的攻擊。結(jié)果，DNA鏈可以在每個細(xì)胞分裂周期中至少斷裂一次，并且這種頻率會因某些生活方式(例如吸煙)或天生具有DNA修復(fù)缺陷的個體而增加。

反過來，這可能導(dǎo)致不可逆轉(zhuǎn)的遺傳損傷，并最終導(dǎo)致疾病，例如癌癥，免疫缺陷，癡呆或發(fā)育缺陷。

現(xiàn)在，來自哥本哈根大學(xué)蛋白質(zhì)研究所的諾和諾德基金會蛋白質(zhì)研究中心的研究人員發(fā)現(xiàn)了某些蛋白質(zhì)如何協(xié)調(diào)受損DNA的修復(fù)，以確保其世代穩(wěn)定，并防止對相鄰未受損DNA的附帶損害。

這項發(fā)現(xiàn)已發(fā)表在科學(xué)雜志《自然》上。

簡而言之，稱為53BP1和RIF1的兩種蛋白質(zhì)參與在斷裂的DNA鏈周圍構(gòu)建三維“支架”。然后，該支架局部濃縮了特殊的修復(fù)蛋白，這些蛋白供不應(yīng)求，而無誤地修復(fù)DNA至關(guān)重要。

``這是一個獨特的發(fā)現(xiàn)。了解人體的自然防御機制使我們能夠更好地了解某些蛋白質(zhì)如何交流和網(wǎng)絡(luò)修復(fù)受損的DNA。這為更好地設(shè)計DNA損傷如何導(dǎo)致疾病以及設(shè)計藥物以改善對不穩(wěn)定DNA的患者的治療提供了機會，''諾和諾德基金會蛋白質(zhì)研究中心的中心主任兼教授Jiri Lukas說。

防止變質(zhì)

這項研究使用了高度先進(jìn)的超分辨率顯微鏡。這項技術(shù)使研究人員能夠放大活細(xì)胞并可視化大約是頭發(fā)寬度的千分之一的物體，并跟蹤保護(hù)性蛋白質(zhì)支架如何在DNA斷裂周圍組裝和生長。

“這可以比作在斷腿上抹灰泥;它可以穩(wěn)定骨折并防止損傷加重，甚至無法愈合。”諾和諾德基金會蛋白質(zhì)研究中心和新研究的**作者，Postdoc Fena Ochs說。

致電維修人員

那么，為什么這個發(fā)現(xiàn)如此新穎?先前的假設(shè)是蛋白質(zhì)(例如53BP1和RIF1)僅在DNA斷裂的最鄰近區(qū)域起作用。但是，借助超分辨率顯微鏡，科學(xué)家們能夠看到對斷裂的DNA進(jìn)行無錯誤的修復(fù)需要更大的結(jié)構(gòu)。

Fena Ochs說：“粗略地說，蛋白質(zhì)支架和DNA斷裂的比例之差相當(dāng)于一個籃球和一個釘頭。”

據(jù)研究人員稱，支持蛋白質(zhì)支架比骨折要大得多的事實，突顯了細(xì)胞不僅穩(wěn)定DNA傷口，而且穩(wěn)定周圍環(huán)境的重要性。

這樣可以保留受損部位及其附近的完整性，并增加吸引高度專業(yè)化的“工人”進(jìn)入牢房進(jìn)行實際維修的可能性。