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Cell:科学家鉴别出维持细胞基因组完整性的新型DNA修复机制

时间:2019-03-02 | 栏目:分子生物 | 点击:

 日前,一项刊登在国际杂志Cell上的研究报告中,来自范德堡大学的科学家们通过研究鉴别出了保持基因组完整性的新型DNA修复机制。研究者表示,这种机制是由一种名为HMCES的蛋白质所开启的,HMCES是此前研究者所鉴别出的200多种蛋白质家族的一种,这些蛋白质属于特殊分子机器的一员,其能在细胞分裂时帮助DNA进行复制。其中有些蛋白质是用于与DNA复制相关的功能,而包括HMCES在内的一些蛋白质则并未发现该功能。

图片来源:Anne Rayner

研究者Cortez说道,每一种有机体中都有HMCES样的蛋白质,比如人类、细菌等;这项研究中我们剔除了细胞中的HMCES基因来寻找细胞复制中的问题,但研究者并未发现任何问题,即缺失HMCES的细胞依然能够正常进行分裂和DNA复制;当研究者利用损伤的DNA来挑战这些细胞时他们发现,HMCES对于维持细胞健康至关重要。

研究者所使用的DNA损伤制剂能够引发多种类型损伤,而这些损伤也能通过多种不相关的DNA修复通路来进行修复,在多种类型的DNA损伤剂中最常见的一种就是无碱基位点,目前研究人员并未发现单链DNA中修复无碱基位点的机制,本文研究中研究者发现HMCES或许就在其中扮演关键角色。HMCES能结合到无碱基位点并形成一种DNA-蛋白质交联结构,这就能够保护无碱基位点免于旁路聚合酶的不正确修复,缺失HMCES蛋白的细胞会积累DNA损伤,同时还会对诱发无碱基位点的DNA损伤制剂非常敏感,并且会增加细胞自身的遗传不稳定性。

目前研究者并不清楚这种对细胞有害的DNA-蛋白质交联结构开启DNA修复机制的原理,似乎这种蛋白质会让糟糕的情况变得更糟,但有时候这种这种情况也会以某种方式被解决,因为研究者发现其能够防止突变,目前研究人员正在深入解析这种DNA-蛋白质交联结构以及阐明如何修复无碱基位点;HMCES形成DNA-蛋白质交联结构的能力或许使其能够成为一种潜在靶点,类似于形成交联结构的拓扑异构酶等。

最后研究者表示,如果一种药物能与细菌的HMCES蛋白相互作用,那么气或许就能够稳定DNA-蛋白质交联结构,并成为一种有用的抗生素。目前研究人员希望能够深入研究这种修复机制并以其为靶点开发新型疾病疗法。

原始出处:

Mohni KN, Wessel SR, Zhao R, et al. HMCES Maintains Genome Integrity by Shielding Abasic Sites in Single-Strand DNACell. 2019 Jan 10;176(1-2):144-153.e13. doi: 10.1016/j.cell.2018.10.055

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