遺傳DNA損傷獲得時(shí)間 修復(fù)的第二次機(jī)會(huì)
當(dāng)一個(gè)母細(xì)胞離開一個(gè)子細(xì)胞時(shí),一個(gè)可疑的遺傳不足復(fù)制和易于損傷的DNA - 它可能通過后代的分裂細(xì)胞繁殖,從而導(dǎo)致癌癥。為了防止遺傳性DNA損傷最終導(dǎo)致疾病,一個(gè)女兒細(xì)胞有最后一次機(jī)會(huì)糾正上一代出了問題。通過在亞細(xì)胞區(qū)室中螯合未復(fù)制的DNA,子細(xì)胞延遲了錯(cuò)誤DNA的復(fù)制,同時(shí)可以進(jìn)行修復(fù)。
哥本哈根大學(xué)的科學(xué)家和哥本哈根大學(xué)諾和諾德基金會(huì)蛋白質(zhì)研究中心的教授和執(zhí)行主任Jiri Lukas領(lǐng)導(dǎo)了這一微妙的修復(fù)過程。在一項(xiàng)新研究中,科學(xué)家展示了專門的蛋白質(zhì)如何吞噬和保護(hù)受損的DNA,并“護(hù)送”它直到損傷得到修復(fù)。研究人員發(fā)現(xiàn),這個(gè)過程依賴于精確定時(shí)和細(xì)胞內(nèi)的精細(xì)控制。
這一新發(fā)現(xiàn)是多年工作的結(jié)果,源于八年前盧卡斯集團(tuán)的發(fā)現(xiàn)。2011年,該小組發(fā)現(xiàn)DNA復(fù)制過程中由遺留的DNA損傷在稱為53BP1核體的專門細(xì)胞器中受到保護(hù)。
在最近出現(xiàn)在“ 自然細(xì)胞生物學(xué) ”雜志上的新研究(“ 53BP1核體實(shí)施復(fù)制時(shí)間不足以限制可遺傳的DNA損傷 ”)中,研究人員利用其在生活中標(biāo)記53BP1核體的能力。人類細(xì)胞使用熒光染料,然后在顯微鏡下連續(xù)幾代。這使得第一次有可能直接觀察遺傳性DNA損傷的命運(yùn),從母細(xì)胞的產(chǎn)生時(shí)間到它們?cè)谧蛹?xì)胞中的最終命運(yùn)。這是一次真正的巡回演出,因?yàn)樵陲@微鏡下跟蹤活細(xì)胞數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天都是一項(xiàng)非常具有挑戰(zhàn)性的任務(wù),世界上只有少數(shù)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室可以做。
“新型研究的作者寫道:”53BP1-NB的形成中斷了固有嵌入復(fù)制不足DNA的迭代損傷鏈。“與在整個(gè)間期修復(fù)的clastogen誘導(dǎo)的53BP1病灶不同,53BP1-NBs抑制嵌入的基因組基因座的復(fù)制,直到晚期S期,從而實(shí)現(xiàn)專門的RAD52介導(dǎo)的UR-DNA病變修復(fù)。”
這些研究結(jié)果表明,這種稱為RAD52的酶現(xiàn)在有資格成為腫瘤抑制蛋白家族的真正成員,可以保護(hù)我們的DNA免受癌癥易感突變的影響。
“53BP1核體延遲了子細(xì)胞中的細(xì)胞分裂,以便達(dá)到其生命周期中唯一剩余的時(shí)間,因?yàn)樗鼈兛梢孕迯?fù)母親造成但無法修復(fù)的DNA損傷。第二次機(jī)會(huì)至關(guān)重要,因?yàn)樗彩亲詈笠淮螜C(jī)會(huì)。我們已經(jīng)預(yù)測(cè)并且然后通過實(shí)驗(yàn)證明,第二次機(jī)會(huì)的失敗將最初可治愈的DNA損傷轉(zhuǎn)變?yōu)椴辉俟潭ǖ腄NA損傷。積累此類事故可能導(dǎo)致疾病,包括癌癥,“諾和諾德基金會(huì)蛋白質(zhì)研究中心的研究合著者兼助理教授Kai John Neelsen說。
這些知識(shí)可能對(duì)改善癌癥治療至關(guān)重要。由于許多抗癌藥物會(huì)破壞快速分裂的癌細(xì)胞的DNA,因此了解修復(fù)DNA的時(shí)機(jī)和機(jī)制對(duì)于開發(fā)新藥和減少當(dāng)前治療的副作用至關(guān)重要。
“通過調(diào)整復(fù)制時(shí)間和修復(fù)途徑在未復(fù)制位點(diǎn)的選擇,”該文章的作者總結(jié)道,“53BP1-NBs能夠完成遺傳的重復(fù)不足DNA的基因組復(fù)制,并防止隨機(jī)重復(fù)不足轉(zhuǎn)化為基因組不穩(wěn)定性。 ”
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