研究人員對DNA損傷進(jìn)行前所未有的研究

華盛頓州立大學(xué)的研究人員已經(jīng)將紫外線輻射對各個DNA單元的損害進(jìn)行了繪圖，為尋找陽光如何導(dǎo)致皮膚癌以及可能采取的預(yù)防措施開辟了一條新途徑。“這項(xiàng)技術(shù)幾乎可以為您提供基因組中所有損傷的衛(wèi)星視圖圖像，”專門研究DNA修復(fù)的WSU遺傳學(xué)家John Wyrick和本周在美國國家科學(xué)院院刊上發(fā)表的一項(xiàng)研究的通訊作者。

Wyrick和WSU的同事Peng Mao，Michael Smerdon和Steven Roberts對酵母細(xì)胞進(jìn)行了輻射，并在單個堿基對的水平上尋找損傷模式，DNA構(gòu)建塊的順序是生物體的藍(lán)圖。Wyrick說，基因組的某些部分比其他部分更受損，提供了損害發(fā)生的方式和原因的線索。

Wyrick使用由互鎖塑料片制成的大型DNA模型來解釋。該模型顯示了經(jīng)向相反方向的DNA鏈的經(jīng)典雙螺旋，其中核苷酸跨越鏈彼此連接以形成堿基對。

在人體細(xì)胞的細(xì)胞核內(nèi)，單個DNA單位將延伸至約60億個核苷酸。表面上是為了節(jié)省空間，它們在稱為組蛋白的結(jié)構(gòu)周圍纏繞，形成稱為核小體的單元。

直到最近，研究人員還在尋找特定DNA片段的損傷。但是，使用一種技術(shù)可以讓他們更詳細(xì)地繪制基因組圖譜，Wyrick和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)它遠(yuǎn)離組蛋白時(shí)，DNA受到的損害更大。研究人員已經(jīng)預(yù)料到了這一點(diǎn)，但從未如此詳細(xì)和分辨率地看到它。

Wyrick和他的同事們也看到轉(zhuǎn)錄因子，蛋白質(zhì)與特定的短片段DNA結(jié)合并通過控制哪些基因被打開和關(guān)閉來調(diào)節(jié)基因表達(dá)的損害較小。

他說，據(jù)推測，轉(zhuǎn)錄因子會在DNA中產(chǎn)生扭曲，從而阻止它被破壞。一旦受到損害，DNA就會有更大的扭結(jié)和更多的問題，Wyrick說。“它將阻止各種各樣的過程，”他說。“它會阻止復(fù)制。它會在基因表達(dá)過程中阻斷轉(zhuǎn)錄。如果它沒有被修復(fù)，它對細(xì)胞非常不利。”

Wyrick說他現(xiàn)在想知道是否可以在直接突變中看到相同的損傷模式 - 基本上是未修正的損傷 - 或者可以從它們生長的癌癥。

Wyrick強(qiáng)調(diào)，這項(xiàng)工作只是為了更好地了解癌癥如何形成所需的眾多步驟之一。他說，確定突變和癌癥背后的關(guān)鍵因素可能不會立即導(dǎo)致治療，但了解這一過程非常重要。“我們在酵母中看到的這些機(jī)制中的一些可能會影響正在形成的損傷量以及在人體細(xì)胞中修復(fù)的速度，”他說。“如果我們能夠解決這個問題，那么我們可能會更好地了解哪些類型的基因更頻繁地被突變。它可能會引導(dǎo)干預(yù)。”

該研究符合WSU的“大挑戰(zhàn)”計(jì)劃，旨在促進(jìn)研究以解決社會中一些最復(fù)雜的問題。它與“維持健康”的挑戰(zhàn)及其對疾病的發(fā)生和發(fā)展的關(guān)注尤其相關(guān)。

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