Nature：新研究為癌癥提供線索
日期：2012-10-31 08:33:51
來自加州大學戴維斯分校的研究人員第一次成功觀測到了正準備修復的DNA單鏈。相關研究成果發表在10月24日的《自然》（Nature）雜志上，對于我們了解乳腺癌的起源具有重要意義。
論文的資深作者、加州大學戴維斯分校著名微生物學和分子與細胞生物學教授Stephen Kowalczykowski說：“我們清楚地知道，在細胞內DNA總是發生斷裂，并且有機器來修復這些斷裂，維持遺傳完整性。”
為了修復DNA雙螺旋結構的斷裂，單鏈不得不在互補鏈（opposite strand）上尋找它的匹配序列。Kowalczykowski將這一任務比喻為大海撈針。為此，單鏈不得不首先覆蓋（covered）上一種稱作RecA的蛋白質。
“這種RecA/DNA纖維就是撈針的機器，”他說。
在新研究中，研究生Jason Bell利用了一種Kowalczykowski實驗室10多年前開發的技術在細菌DNA覆蓋RecA蛋白時對DNA單鏈進行了成像。Kowalczykowski說研究這一過程的運行機制獲得了對負責推動這一過程的“調節”蛋白的新認識。在人類，其中的一個調控因子就是BRCA2蛋白，其與乳腺癌有著緊密的關聯。
RecA蛋白，在人類稱作Rad51，可幫助DNA單鏈尋找染色體上它的互補、匹配鏈。RecA蛋白會取代另一種命名為單鏈DNA結合蛋白的蛋白質到達DNA。
隨著RecA元件替代單鏈DNA結合蛋白，隨后向兩個方向擴散直至整條單鏈被覆蓋，研究人員對這一過程進行了實時觀察。
他們發現這一過程開始時兩個RecA分子附著到了DNA上。隨后單個的RecA分子被添加到任一端，就像在繩子上增添串珠一樣。
令人驚訝的是在缺乏調控因子的情況下，這一過程相當的緩慢。覆蓋一條鏈需要大約30分鐘的時間，比大腸桿菌一個細胞分裂周期的時間還要長。
Kowalczykowski說這些調控蛋白對于控制RecA在單鏈DNA上的裝配速度至關重要。速度太慢，DNA斷裂不能適當修復；速度太快，會捕獲和覆蓋正常DNA復制過程中臨時生成的單鏈DNA短片段。只有速度不快不慢，這一過程才會對真正損壞或斷裂而持續存在的DNA起作用。
“我相信BRCA2以相同的方式起作用，”他說。
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