在修復DNA的道路上的叉子
來自大阪大學的日本研究人員發(fā)現(xiàn)了一種方法,我們的細胞可以調(diào)節(jié)斷裂DNA的修復。他們在“細胞報告”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)多種修復機制,并有助于闡明細胞在受損時如何維持人類基因組的完整性。
人體由數(shù)萬億個細胞組成,每個細胞內(nèi)都有數(shù)十億個DNA分子。嚴格維持分子對于維持健康的細胞,從而維持健康的身體至關(guān)重要。
這種維護受到每日轟擊化學物質(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,則損害可能導致基因組不穩(wěn)定和細胞死亡。值得慶幸的是,進化已經(jīng)在細胞固有的修復機制中創(chuàng)造出來修復任何受損的DNA。
“細胞中的兩種機制是非同源末端連接(NHEJ)和修復DNA雙鏈斷裂的同源重組(HR)”大阪大學研究生院教授Chikashi Obuse解釋道。
雖然NHEJ和HR都能修復受損的DNA,但它們可以應(yīng)對不同的情況;損傷的類型,同源模板的存在與否或細胞周期階段等。研究人員繼續(xù)躲避的是細胞如何知道要調(diào)用的系統(tǒng)。Obuse在他的最新報告中表明,癌細胞侵襲(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和他的科學家團隊將人體細胞暴露于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HR蛋白的募集。當我們耗盡SCAI時,這些蛋白質(zhì)不會積累,”他說。
特別是,Obuse強調(diào)了SCAI耗盡時損傷部位蛋白質(zhì)BRCA1的大幅減少。另一方面,SCAI的存在抑制了另一種蛋白RIF1,以促進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。當我們觀察細胞的共聚焦成像時,我們看到RIF1最初在DNA損傷部位累積,但逐漸被SCAI取代,”Obuse說。
這導致科學家們想知道SCAI和RIF1是否競爭結(jié)合53BP1以及這種結(jié)合是否決定了DNA修復機制。
實際上,另外的實驗顯示53BP1的磷酸化狀態(tài)決定了其結(jié)合配偶體。
“對我們來說,下一個問題是確定哪些上游激酶負責磷酸化與SCAI結(jié)合所需的53BP1位點,”Obuse補充道。“上游信號分子對于幫助確定細胞對NHEJ或HR途徑的選擇非常重要。”
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