科学家发现修复受损DNA的新方法

测序中国 · 公众号 · · 2017-06-12 18:09

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美国德雷塞尔大学和乔治亚理工学院的研究人员发现Rad52蛋白质在依赖于RNA的DNA修复中起到至关重要的作用。该研究已发表在8日的《Molecular Cell》上（点击左下角阅读原文），研究结果揭示了同源重组蛋白质Rad52的重要作用。这项成果还有助于帮助癌症治疗确定新的靶标。

化疗和放疗会导致DNA双链断裂，这是最严重的DNA受损情况之一。同源重组（在两个DNA分子之间交换遗传信息）的过程在DNA修复中起到至关重要的作用，但是特定的基因突变会破坏基因的稳定性。比如，肿瘤抑制基因BRCA2的突变会导致最严重的乳腺癌和卵巢癌。

德雷塞尔大学医学院的Alexander Mazin教授和乔治亚理工学院的Francesca Storici助理教授开展这项研究的目的是弄清楚能够促进DNA修复的蛋白质及其机制。

2014年，Storici和Mazin发现，RNA能够作为修复出芽酵母中的DNA双链断裂的模板，Rad52是同源重组通路之一，它在这个过程中起重要作用。

培养皿中的酵母，Rad52蛋白质引导的RNA反链交换修复了受损的DNA

Mazin说：“我们的证据表明，RNA可以被用途修复DNA的模板，Rad52蛋白质也参与到这个过程中。但是我们没有确定Rad52参与这个过程的方式。”

在此次的研究中，该团队发现了Rad52的不寻常的重要作用：它能够促进双链的DNA和RNA之间的“反链交换”，这意味着这种蛋白质具有将同源DNA和RNA分子结合到一起的能力。RNA可以被用作DNA精准修复的模板。

图片来源：论文

如此看来，Rad52在真核生物中的这种能力是独一无二的，而其他类似的蛋白质都没有这种能力。

Storici说：“Rad52利用RNA的这种反链交换过程并不要求深入处理受损的DNA末端，这表明，以RNA为模板的修复可能是一种能够很快修复DNA的机制。”

研究人员希望在接下来的工作中确定Rad52蛋白质在人类细胞中的作用。

Storici补充说：“DNA受损是多种退行性疾病的原因，包括癌症。我们需要理解细胞是如何维持基因稳定的。这项发现帮助我们进一步地理解了复杂的DNA修复机制。”

这些结果提供了关于RNA、DNA、基因稳定性之间多层次关系的新观点，还能为癌症治疗确定新的治疗靶标。BRCA（乳腺癌易感基因）缺陷乳腺癌细胞的增殖需要活跃的Rad52。使用小分子抑制剂来针对这种蛋白质是一种很好的抗癌策略。然而，癌细胞增殖所涉及的Rad52关键活动仍然不明确。

Rad52在DNA修复中的作用或许代表了这种关键的蛋白质活动，而这种关键活动可以作为抑制剂的靶标，有助于开发更特殊的（毒性更低）抗癌药物。理解了RNA引导的DNA修复机制还能够促进开发出基于RNA的新型基因工程方法。

来源：中国生物技术网

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