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        分子魔術貼有助于照亮DNA修復
        
			
        
				2019-02-16 10:04:34
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        利用一塊分子“魔術貼”將發(fā)光探針連接到蛋白質(zhì)分子上，臥龍崗大學(UOW)的研究人員揭開了一個重要蛋白質(zhì)如何修復細菌中受損DNA的神秘面紗，這對于了解抗生素是如何產(chǎn)生影響的阻力發(fā)展。就像緊急服務中心如何協(xié)調(diào)各種應急響應團隊一樣，當DNA被損壞時，蛋白質(zhì)RecA會發(fā)揮作用。RecA發(fā)出SOS警報，超過40種不同的基因響應號召性用語。它評估損壞的程度和需要的維修，并協(xié)調(diào)損壞現(xiàn)場的維修活動。
        

        分子魔術貼有助于照亮DNA修復
        

        然而，分子視野研究員和研究主要作者Harshad Ghodke博士說，修復過程可能會產(chǎn)生突變。雖然RecA激活或打開了不會引入錯誤的各種修復機制，但它也會啟動引入錯誤的機制，同時復制DNA作為幫助細胞存活的最后嘗試。不幸的是，這個過程可能導致DNA序列的關鍵變化。
        

        “這些變化或突變不再被認為是錯誤，新序列在新一代細胞中被復制。它不會恢復到原來的形式，”Ghodke博士說。這產(chǎn)生了治療細菌感染的問題。當抗生素開始殺死細菌時，RecA猛撲幫助細胞在抗生素治療中存活下來，現(xiàn)在存活的細胞具有潛在的抗生素抗性突變，使藥物無效。
        

        到目前為止，研究人員難以理解RecA如何完成其??工作，并且可能設計出能夠?qū)蛊湫迯凸ぷ鞯乃幬?，因為沒有人能夠看到活細胞內(nèi)的修復活動究竟發(fā)生在哪里。
        

        “RecA圍繞單鏈DNA形成細絲，然后發(fā)出SOS反應信號，”Ghodke博士說。“通常情況下，研究人員會在RecA上附上一個明亮的熒光標簽，這樣他們就可以在工作時拍攝它。但是附帶的標簽，RecA不能很好地完成它的工作，并且不會像在細胞環(huán)境。“來自標簽的熒光信號還使得難以區(qū)分主動參與修復工作的RecA和等待緊急呼叫的空閑或存儲在小區(qū)中的RecA。
        

        “想象一下，你可以看到一個城市的航拍照片，你只能在下面看到消防車。你無法分辨他們是否正在積極滅火或等待消防局的電話。如果我們只想看到消防車在在燃燒的建筑物的位置，你可以將燈安裝在消防栓上，以便在消防車連接時將它們打開，并得出相鄰建筑物著火的結論。
        

        “我們通過可視化RecA細絲做了類似的事情。我們使用了一種與RecA細絲自然相互作用的病毒蛋白質(zhì)，因此它不會干擾它如何工作，同時點亮RecA細絲，因為它參與了損傷反應。 “
        

        為了幫助想象這種激進的新方法來闡明活體大腸桿菌細胞內(nèi)的DNA 修復過程，研究人員轉(zhuǎn)向3D打印來創(chuàng)建RecA的物理模型，使他們能夠看到它的形狀和形狀。
        

        Molecular Horizo??ns總監(jiān)，著名教授Antoine van Oijen說，生物過程的關鍵在于思考結構和形狀。“我們從成像中了解到，蛋白質(zhì)是動態(tài)物體。如果我們將它們視為三維結構，我們就可以開始想象它們?nèi)绾巫兓约皩е逻@些變化的原因，從而更清楚地了解這些蛋白質(zhì)是如何起作用的。
        

        “通過物理結構，您可以看到連接其他蛋白質(zhì)的界面和設計方法。然后使用復雜的成像工具，我們可以拍攝短片，這是第一次真正告訴我們它們是如何工作的。”
        

        van Oijen教授說，團隊解決的難題的關鍵部分為克服抗生素抗性的新藥物治療鋪平了道路。
        

        在某些情況下，突變細胞使藥物失活或不再具有藥物分子正在尋找的目標蛋白質(zhì)，并且不會破壞流氓細胞。
        

        “抗生素耐藥性是一個非常重要的全球性挑戰(zhàn)。我們不想完全擺脫抗生素，因為當它們起作用時它們非常有效。如果我們可以想象這些過程，我們就可以理解分子與結構之間的物理聯(lián)系。蛋白質(zhì)和可能設計的新藥物可以防止細菌細胞產(chǎn)生抗藥性。“
        

        該研究發(fā)表在eLife期刊上。
        
			

			
          
        
			
        
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