研究人員發(fā)現(xiàn)蛋白質支架可修復DNA損傷

在哥本哈根大學，研究人員發(fā)現(xiàn)了某些類型的蛋白質如何穩(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，人體細胞分裂數(shù)百萬次，要保持其身份，就需要母細胞無誤地將完整的遺傳信息傳遞給子細胞。

這不是一項艱巨的任務，因為我們的DNA不斷受到環(huán)境和細胞自身代謝活動的攻擊。結果，DNA鏈可以在每個細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修復缺陷的個體而增加。

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

現(xiàn)在，來自哥本哈根大學蛋白質研究所的諾和諾德基金會蛋白質研究中心的研究人員發(fā)現(xiàn)了某些蛋白質如何協(xié)調受損DNA的修復，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)表在科學雜志《自然》上。

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

``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如何交流和網(wǎng)絡修復受損的DNA。這為更好地設計DNA損傷如何導致疾病以及設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研究中心的中心主任兼教授Jiri Lukas說。

防止變質

這項研究使用了高度先進的超分辨率顯微鏡。這項技術使研究人員能夠放大活細胞并可視化大約是頭發(fā)寬度的千分之一的物體，并跟蹤保護性蛋白質支架如何在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?！敝Z和諾德基金會蛋白質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?先前的假設是蛋白質(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，科學家們能夠看到對斷裂的DNA進行無錯誤的修復需要更大的結構。

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

據(jù)研究人員稱，支持蛋白質支架比骨折要大得多的事實，突顯了細胞不僅穩(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”進入牢房進行實際維修的可能性。