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Nature:單鏈DNA成像有望揭示乳腺癌起源

2012-11-02 16:45 閱讀:895 來源:生物谷 作者:丁* 責(zé)任編輯:丁磊
[導(dǎo)讀] 來自美國加州大學(xué)戴維斯分校的研究人員首次觀察到正準(zhǔn)備接受修復(fù)時(shí)的單鏈DNA。這項(xiàng)研究有助于人們理解乳腺癌的起源。相關(guān)研究結(jié)果于本周發(fā)表在Nature期刊上。

    在細(xì)胞中,雙螺旋DNA總是會(huì)發(fā)生斷裂。為了修復(fù)這種斷裂,單鏈DNA不得不尋找出和發(fā)現(xiàn)互補(bǔ)DNA鏈上的匹配序列。為此,單鏈DNA首先不得不被蛋白RecA包被。

    在這項(xiàng)新的研究中,研究生Jason Bell決定利用論文通信作者Stephen Kowalczykowski實(shí)驗(yàn)室在過去十年開發(fā)出的技術(shù)對被蛋白RecA包被的細(xì)菌單鏈DNA進(jìn)形成像。研究這種包被過程的工作機(jī)制將有助于深入認(rèn)識促進(jìn)它的調(diào)節(jié)蛋白。就人類而言,一種被稱作BRCA2的調(diào)節(jié)蛋白與乳腺癌強(qiáng)烈相關(guān)聯(lián)。

    在人體內(nèi),RecA也被稱作Rad51,它有助于單鏈DNA在染色體的其他地方找到它的互補(bǔ)性匹配鏈。RecA不得不替換掉另一種蛋白,即單鏈DNA結(jié)合蛋白,以便結(jié)合到這條單鏈DNA上。

    研究人員能夠?qū)崟r(shí)觀察RecA替換單鏈DNA結(jié)合蛋白,隨后在兩個(gè)方向進(jìn)行擴(kuò)散直到整條DNA鏈被涉獵。

    他們發(fā)現(xiàn)這種過程開始于兩個(gè)RecA分子結(jié)合到這條DNA單鏈上。然后,單個(gè)RecA分子被添加到DNA單鏈的任何一端。

    令人吃驚的是,在調(diào)節(jié)蛋白不存在時(shí),這種過程發(fā)生得相對較慢。它需要大約30分鐘來包被單鏈DNA,而且要比大腸桿菌完成一輪細(xì)胞分裂所花的時(shí)間還要長。

    這些調(diào)節(jié)蛋白在控制RecA在單鏈DNA上的組裝速度中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。如果組裝速度太慢的話,那么DNA斷裂不能被正確地修復(fù);如果組裝速度太快的話,那么它將捕獲和包被在正常的DNA復(fù)制期間短暫產(chǎn)生的單鏈DNA片段。在正常條件下,這種過程只在因?yàn)樵馐軗p傷或斷裂而持續(xù)存在的單鏈DNA上發(fā)揮著作用。

    Kowalczykowski說,“我確信BRCA2就是按照相同的方式發(fā)揮功能。”


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