西班牙國家癌癥研究中心(CNIO)的拉斐爾·費爾南德斯-萊羅(RafaelFernández-Leiro)領(lǐng)導(dǎo)的基因組完整性和結(jié)構(gòu)生物學(xué)小組的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了某些蛋白質(zhì)如何確保修復(fù)DNA復(fù)制過程中引入的錯誤。他們使用冷凍電子顯微鏡觀察到了MutS蛋白，也就是我們基因組的守護者。這使他們能夠描述這種單一蛋白質(zhì)如何從頭到尾協(xié)調(diào)基本的DNA修復(fù)過程。
這項研究是與萊頓大學(xué)醫(yī)學(xué)中心(荷蘭LUMC)的Meindert Lamers以及荷蘭癌癥研究所和Oncode研究所的Titia Sixma共同進行的。他們的研究結(jié)果發(fā)表在《自然結(jié)構(gòu)與分子生物學(xué)》上。
研究人員已經(jīng)在以前的出版物中描述過DNA聚合酶具有自己的修復(fù)劑，一種核酸外切酶，它可以糾正在DNA復(fù)制過程中引入的錯誤。但是，當(dāng)此校正劑不足時，MutS蛋白就會發(fā)揮作用，該蛋白會掃描復(fù)制的DNA中是否有錯誤，然后啟動并完成對其檢測到的任何錯誤的修復(fù)。但是直到現(xiàn)在，還不清楚單個蛋白質(zhì)如何協(xié)調(diào)這么多不同的過程?，F(xiàn)在發(fā)表的國際研究成功地揭示了這一機制。細(xì)胞分裂的階段之一是DNA復(fù)制，在此期間DNA聚合酶復(fù)制細(xì)胞的遺傳信息，以便可以將其轉(zhuǎn)移到子細(xì)胞。盡管這是一個非常精確的過程，但有時仍會發(fā)生錯誤。修復(fù)這些錯誤非常重要，因為否則它們可能導(dǎo)致腫瘤的發(fā)展。
使用冷凍電子顯微鏡，我們能夠觀察MutS的功能，并以連續(xù)構(gòu)象捕獲其分子結(jié)構(gòu)。有了這些信息，我們就能了解單個蛋白質(zhì)如何協(xié)調(diào)整個過程，而這一過程必須極其精確。”
西班牙國家癌癥研究中心(CNIO)的RafaelFernández-Leiro
對于DNA修復(fù)過程的深入了解，其中涉及DNA聚合酶，核酸外切酶和MutS蛋白，對于理解這些蛋白中的任何一種變化如何導(dǎo)致突變并因此增加罹患某些類型的肝癌的風(fēng)險至關(guān)重要。腫瘤，例如林奇綜合征和子宮內(nèi)膜癌。
研究人員強調(diào)，僅由于近年來電子顯微鏡技術(shù)的巨大進步，才可能解開蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。
“電子顯微鏡使我們能夠在執(zhí)行功能時獲得非常高分辨率的蛋白質(zhì)圖像。借助這些圖像，我們可以在計算機中重建蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)，并生成一個原子模型，使我們能夠了解如何它行得通”，F(xiàn)ernández-Leiro繼續(xù)說道。
標(biāo)簽： 電子顯微鏡
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