從癌癥治療到日光照射，輻射和毒素都會嚴重破壞有害和健康細胞中的DNA。盡管人體已經(jīng)進化出可以有效治療和恢復受損細胞的方法，但仍然無法理解允許這種自然修復的機制。
在一項新的研究中，西北大學的研究人員已使用低溫電子顯微鏡(cryo-EM)通過闡明DNA斷裂感測和修復的神秘循環(huán)來形象化此過程。研究人員認為，這些新信息可能會成為了解細胞如何對化學療法和放射線產生反應的基礎，甚至可能導致改善癌癥的治療方法。
4月14日星期三發(fā)表在《自然》雜志上，這項研究為蛋白質如何協(xié)同工作以鑒定和解決DNA雙鏈斷裂(DSB)提供了新的見解。
當發(fā)生雙鏈斷裂或DSB(最嚴重的DNA損傷形式)時，修復途徑可能會在斷裂位點插入或刪除基因，或可能在整個鏈中重新排列基因。在發(fā)生染色體重排的情況下，災難性變化可能導致癌癥的發(fā)展。
使用cryo-EM，研究人員可以獲得原子分辨率的大分子結構的3D圖像。溫伯格文理學院分子生物科學助理袁和認為，cryo-EM對動態(tài)機械成像的能力“遠遠超出了其他結構生物學技術的能力”。
通過在各個過渡階段對DNA-蛋白質復合物進行成像，He的團隊可以鑒定并創(chuàng)建細胞修復途徑的模型。
該研究的通訊作者何說：“有很多因素共同作用來消除這個缺口。”“我們正在采用最直接的方法來解決問題-通過在蛋白質識別和修復斷裂時觀察它們。”
結果模型表明，有時DSB識別復合體的兩個副本可以結合在一起，并在復合體發(fā)出信號通知其他因素到達斷裂位點時橋接DSB。在另一種基本狀態(tài)下，蛋白質將DNA的兩條鏈對齊，以使連接酶進入并密封切口。然后，實驗室提出了該途徑的模型，展示了DNA在狀態(tài)之間轉移時如何橋接和對齊。
標簽： DNA斷裂
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