如果你對(duì)無名英雄情有獨(dú)鐘，那么你會(huì)喜歡一種名為XPG的DNA修復(fù)蛋白。來自美國(guó)能源部勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(伯克利實(shí)驗(yàn)室)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，XPG起著前所未有的關(guān)鍵作用，有助于維持人體細(xì)胞的基因組穩(wěn)定性。他們的發(fā)現(xiàn)也提高了蛋白質(zhì)有助于預(yù)防乳腺癌，卵巢癌和其他與BRCA基因缺陷相關(guān)的癌癥的可能性。

這項(xiàng)研究于2016年1月28日在線發(fā)表在“ 分子細(xì)胞 ”雜志上，表明XPG對(duì)我們的健康至關(guān)重要，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了它的重要性。“我們發(fā)現(xiàn)了一種”老“修復(fù)蛋白的新功能，它顯示蛋白質(zhì)是基因組穩(wěn)定性的關(guān)鍵，并且可能對(duì)抑制乳腺癌和卵巢癌很重要，”伯克利實(shí)驗(yàn)室生物系統(tǒng)和工程部門的Priscilla Cooper說。她與Kelly Trego和伯克利實(shí)驗(yàn)室的其他幾位研究人員，科羅拉多州立大學(xué)，耶魯大學(xué)和荷蘭伊拉斯姆斯大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的科學(xué)家一起進(jìn)行了這項(xiàng)研究。

多年來科學(xué)家們已經(jīng)知道XPG有助于進(jìn)行DNA修復(fù)過程，當(dāng)DNA的兩條鏈中只有一條受損時(shí)，它會(huì)激活。這個(gè)過程稱為核苷酸切除修復(fù)，可以清除因日曬，化療和其他來源引起的DNA損傷。

現(xiàn)在，令他們驚訝的是，伯克利實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，XPG也在一個(gè)叫做同源重組的過程中發(fā)揮作用，該過程修復(fù)了復(fù)制基因組以準(zhǔn)備分裂的細(xì)胞中DNA鏈的斷裂。雙鏈斷裂對(duì)于生物體尤其危險(xiǎn)，因?yàn)樗鼈兛蓪?dǎo)致細(xì)胞中的基因組重排。

科學(xué)家們了解到，XPG與至少五種其他細(xì)胞蛋白相互作用，包括BRCA1和BRCA2，以進(jìn)行同源重組。表達(dá)BRCA1和BRCA2的基因缺陷是乳腺癌，卵巢癌，胰腺癌和前列腺癌的已知原因。他們的新研究表明，XPG水平降低的細(xì)胞在細(xì)胞周期缺陷，DNA雙鏈斷裂，染色體異常和其他問題的形式中具有更高的基因組不穩(wěn)定性。

大約二十年前，當(dāng)科學(xué)家們了解到編碼XPG的基因中的特定突變導(dǎo)致一種名為Cockayne綜合征的極度罕見且具有毀滅性的早衰癥時(shí)，第一個(gè)暗示XPG除核苷酸切除修復(fù)外還做了一些事情。核苷酸切除修復(fù)與Cockayne綜合征無關(guān)，因此科學(xué)家們知道XPG必須在另一個(gè)基本細(xì)胞過程中發(fā)揮作用。然而，這個(gè)功能仍然是個(gè)大謎。

“過去幾年我們一直在尋找XPG的未知功能，”Trego說。

為了開始他們的搜索，伯克利實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家減少了人體細(xì)胞中XPG的表達(dá)并研究了發(fā)生的事情。這些“敲低”細(xì)胞具有與細(xì)胞生長(zhǎng)和細(xì)胞周期相關(guān)的一系列問題，以及DNA雙鏈斷裂的增加。

接下來，科學(xué)家們開始著手確定這些問題是否是由DNA復(fù)制過程中的崩潰引起的，其中兩個(gè)相同的DNA拷貝是由一個(gè)DNA分子制成的。他們用引起復(fù)制壓力的化學(xué)物質(zhì)處理細(xì)胞，果然，XPG水平降低的細(xì)胞對(duì)化學(xué)物質(zhì)更敏感。

這縮小了對(duì)同源重組修復(fù)的研究范圍，這是修復(fù)破碎的復(fù)制叉的最普遍的方法。更多的研究證實(shí)了XPG在同源重組修復(fù)中的重要性：科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，XPG水平降低的細(xì)胞在修復(fù)過程中損失了50%。

在最后一步，科學(xué)家們從機(jī)制上繪制了XPG如何幫助推動(dòng)同源重組修復(fù)。他們的研究結(jié)果表明，XPG在該過程的初始階段猛撲過去，以清除BRCA1的染色質(zhì)，BRCA1是一種有助于啟動(dòng)修復(fù)的蛋白質(zhì)。該步驟被認(rèn)為用作同源重組修復(fù)的“重置按鈕”以允許該過程進(jìn)行。到目前為止，幾乎沒有人知道這一重要步驟。

科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)XPG在過程的后期階段與BRCA2相互作用，將稱為RAD51的蛋白質(zhì)加載到需要修復(fù)的DNA上。RAD51是進(jìn)行同源重組修復(fù)所必需的“重組酶”蛋白，但它需要有助于加載到受損的DNA上以發(fā)揮其功能。

“直到現(xiàn)在，XPG與BRCA1，BRCA2和RAD51在同源重組修復(fù)過程中的直接相互作用尚不清楚，”Cooper說。“這些相互作用以及XPG缺失時(shí)大大增加的基因組不穩(wěn)定性強(qiáng)烈暗示該蛋白質(zhì)是另一種重要的腫瘤抑制蛋白。”