研究人員在細(xì)胞分裂過(guò)程中找到控制中心的DNA斷裂
DNA中斷會(huì)對(duì)體內(nèi)造成嚴(yán)重破壞,導(dǎo)致癌癥和其他健康問(wèn)題。然而,有時(shí)細(xì)胞破裂自己的DNA是有充分理由的。在減數(shù)分裂期間,當(dāng)細(xì)胞分裂成精子和卵子時(shí),制造和修復(fù)DNA斷裂有助于將成對(duì)的染色體鎖定在一起,這樣它們就可以交換遺傳物質(zhì)并繼續(xù)繁殖。
但即使是“好”的休息也需要在它們失控之前進(jìn)行控制,因此,一旦染色體配對(duì),就會(huì)有一些東西告訴DNA捕捉機(jī)器關(guān)閉。然而,到目前為止,究竟是什么賦予了這個(gè)命令研究人員。
哈佛醫(yī)學(xué)院的一個(gè)研究小組研究了一種叫做秀麗隱桿線蟲(chóng)(Caenorhabditis elegans)的微小蠕蟲(chóng)的生殖器官,他們發(fā)現(xiàn)了三種蛋白質(zhì),它們是DNA斷裂控制中心的核心。研究人員表示,如果相同的蛋白質(zhì)在人類中操作控制,那么這一發(fā)現(xiàn)可能會(huì)提出新的方法來(lái)控制全身失控的DNA斷裂,以避免癌癥,不孕,流產(chǎn)和先天缺陷。
遺傳學(xué)教授MonicaColaiácovo,博士后研究員Saravanapriah Nadarajan及其同事在eLife雜志上報(bào)道了他們的發(fā)現(xiàn)。
研究小組發(fā)現(xiàn),一對(duì)酶,polo樣激酶1和2,可以感知兩條染色體附著在DNA斷裂部位。然后通過(guò)在稱為SYP-4的蛋白質(zhì)上粘貼化學(xué)標(biāo)簽,酶開(kāi)始發(fā)出“不再需要休息”的警報(bào)。SYP-4是拉鏈樣結(jié)構(gòu)的一部分,在減數(shù)分裂期間將染色體對(duì)保持在一起。
研究人員通過(guò)顯微鏡觀察這種標(biāo)記的波浪,稱為磷酸化,在斷裂部位開(kāi)始,上面以綠色顯示,并沿著拉鏈在兩個(gè)方向上以粉紅色顯示,直到它到達(dá)染色體的末端。
Colaiácovo說(shuō):“我們認(rèn)為這使得染色體不易被DNA機(jī)器破壞。”
研究人員發(fā)現(xiàn),磷酸化不僅可以阻止額外的DNA斷裂,還有助于穩(wěn)定拉鏈。
“擁有更穩(wěn)定的拉鏈可能有助于傳播'停止'信號(hào),”Colaiácovo說(shuō)。
進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明,“當(dāng)你搞砸修改SYP-4的能力時(shí),細(xì)胞永遠(yuǎn)不會(huì)停止雙鏈斷裂,”Colaiácovo補(bǔ)充道。因此,Nadarajan透露,具有不受控制的DNA斷裂的蠕蟲(chóng)會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)致不育或不育的卵子問(wèn)題。
回答了關(guān)于如何控制DNA斷裂的基本問(wèn)題,研究人員現(xiàn)在想知道他們的發(fā)現(xiàn)是否適用于人類。
看看小鼠和人類中的精子和卵子前體細(xì)胞出現(xiàn)了有希望的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì):形成等效拉鏈的蛋白質(zhì)同樣被polo樣激酶磷酸化。
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