在修復(fù)DNA的道路上的叉子
來自大阪大學(xué)的日本研究人員發(fā)現(xiàn)了一種方法,我們的細(xì)胞可以調(diào)節(jié)斷裂DNA的修復(fù)。他們?cè)?ldquo;細(xì)胞報(bào)告”雜志上發(fā)表的研究結(jié)果顯示,一種常見的分子可以調(diào)節(jié)多種修復(fù)機(jī)制,并有助于闡明細(xì)胞在受損時(shí)如何維持人類基因組的完整性。
人體由數(shù)萬億個(gè)細(xì)胞組成,每個(gè)細(xì)胞內(nèi)都有數(shù)十億個(gè)DNA分子。嚴(yán)格維持分子對(duì)于維持健康的細(xì)胞,從而維持健康的身體至關(guān)重要。
這種維護(hù)受到每日轟擊化學(xué)物質(zhì),紫外線,自由基氧化物和可能損害DNA分子的輻射的挑戰(zhàn)。如果未修復(fù),則損害可能導(dǎo)致基因組不穩(wěn)定和細(xì)胞死亡。值得慶幸的是,進(jìn)化已經(jīng)在細(xì)胞固有的修復(fù)機(jī)制中創(chuàng)造出來修復(fù)任何受損的DNA。
“細(xì)胞中的兩種機(jī)制是非同源末端連接(NHEJ)和修復(fù)DNA雙鏈斷裂的同源重組(HR)”大阪大學(xué)研究生院教授Chikashi Obuse解釋道。
雖然NHEJ和HR都能修復(fù)受損的DNA,但它們可以應(yīng)對(duì)不同的情況;損傷的類型,同源模板的存在與否或細(xì)胞周期階段等。研究人員繼續(xù)躲避的是細(xì)胞如何知道要調(diào)用的系統(tǒng)。Obuse在他的最新報(bào)告中表明,癌細(xì)胞侵襲(SCAI)的蛋白抑制因子在HR的選擇中起著重要作用。
為了研究SCAI的功能,Obuse和他的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)將人體細(xì)胞暴露于X射線照射以破壞DNA。
“我們的結(jié)果表明SCAI與53BP1結(jié)合,促進(jìn)HR蛋白的募集。當(dāng)我們耗盡SCAI時(shí),這些蛋白質(zhì)不會(huì)積累,”他說。
特別是,Obuse強(qiáng)調(diào)了SCAI耗盡時(shí)損傷部位蛋白質(zhì)BRCA1的大幅減少。另一方面,SCAI的存在抑制了另一種蛋白R(shí)IF1,以促進(jìn)BRCA1的募集。
“已知RIF1可抑制DNA受損部位的BRCA1積累。它與53BP1結(jié)合。當(dāng)我們觀察細(xì)胞的共聚焦成像時(shí),我們看到RIF1最初在DNA損傷部位累積,但逐漸被SCAI取代,”Obuse說。
這導(dǎo)致科學(xué)家們想知道SCAI和RIF1是否競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合53BP1以及這種結(jié)合是否決定了DNA修復(fù)機(jī)制。
實(shí)際上,另外的實(shí)驗(yàn)顯示53BP1的磷酸化狀態(tài)決定了其結(jié)合配偶體。
“對(duì)我們來說,下一個(gè)問題是確定哪些上游激酶負(fù)責(zé)磷酸化與SCAI結(jié)合所需的53BP1位點(diǎn),”Obuse補(bǔ)充道。“上游信號(hào)分子對(duì)于幫助確定細(xì)胞對(duì)NHEJ或HR途徑的選擇非常重要。”
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