RecA蛋白跳过DNA修复中的“解开”步骤
2024-01-23
来源: drugdu
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东京都立大学的研究人员一直在研究通过同源重组进行的DNA修复，在同源重组中，RecA蛋白通过将悬挂的单链末端结合到完整的双链中来修复双链DNA中的断裂，并根据未损坏的序列修复断裂。他们发现，RecA可以找到将单链放入双螺旋的位置，而无需将其解开一圈。他们的发现为癌症研究提供了新的方向。
同源重组是一种普遍存在的生物化学过程，包括动物、植物、真菌和细菌。在我们日常生活中，我们的DNA会受到各种环境和内部压力的影响，其中一些压力会导致双螺旋中的两条链断裂。这可能是灾难性的，并导致即将到来的细胞死亡。幸运的是，像HR这样的流程正在不断修复这种损害。
在HR过程中，螺旋断裂的两个暴露端中的一个脱落，露出暴露的单链端；这就是所谓的切除术。然后，一种称为RecA（或某种等效物）的蛋白质与暴露的单链和附近的完整双链结合。接下来，蛋白质“搜索”相同的序列。当它找到合适的位置时，它会将单链重组为双螺旋，这一过程被称为链入侵。随后使用现有的DNA作为模板来修复断裂的DNA链。HR能够准确修复双链断裂，并交换遗传信息，使其成为生物多样性的关键部分。但HR的确切生化图谱，包括当RecA同时携带单链和双链时会发生什么，还不清楚。
东京都立大学教授广田口二领导的一个团队一直在研究HR等DNA修复机制。在他们最近的工作中，他们试图测试两个相互竞争的模型，以了解HR发生时会发生什么。在其中一个例子中，RecA在“同源性搜索”过程中解开双链的一部分，试图找到发生链入侵的正确位置。第二，RecA绑定后没有解卷；只有当发生股线侵入时，才会发生任何解卷。
该团队与东京都医学科学研究所的一个团队合作，采用了两种方法来解决其中哪种实际发生的问题。首先，他们使用了RecA的突变体，该突变体不能分离双链，即不能解开链，以观察这是否影响DNA修复。事实证明，这样做的效果微乎其微。在第二个实验中，他们试图测量在这个过程的不同阶段，钢绞线产生了多少扭曲。他们发现，他们能检测到的唯一由于解旋引起的扭曲发生在同源性搜索完成后，即链入侵发生时。该团队第一次清楚地表明第二个模型是正确的。
深入了解同源重组对于理解出错时会发生什么至关重要。例如，与癌症有关的因素（BRCA1和BRCA2）也负责单链DNA正确加载到RAD51（人类版RecA）上。这表明，在BRCA1或BRCA2遗传性缺陷患者中，HR问题可能是乳腺癌症高发病率的原因。研究小组希望像他们这样的发现将为癌症的研究带来新的方向。
这项工作得到了JSPS KAKENHI赠款JP22K06335的支持。
来源：
https://www.news-medical.net/news/20240120/RecA-protein-skips-unwinding-step-in-DNA-repair.aspx
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