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爱岗敬业的DNA损伤侦察员 – UV-DDB

2019/7/24 11:09:40??????点击:

每天,我们细胞内的DNA都会因各种原因而遭受成百上千次损伤。如果没有高效的DNA损伤修复机制,那么细胞可能会恶变,癌症可能会发生。最近,美国匹兹堡大学的研究人员已经观察到一种蛋白质是如何监控DNA损伤的。

紫外线损伤DNA结合蛋白(UV-DDB)是一种重要的DNA修复蛋白,负责校正紫外线造成的DNA结构损伤。根据本周发表在《Nature Structural and Molecular Biology》上的一项研究,UV-DDB是一般DNA损伤的侦察员,也是其他修复成员的引路人。

匹兹堡大学医学院的Bennett Van Houten教授表示:“如果你要修补一个坑洞,那么你首先必须找到它。这就是UV-DDB的作用。它识别出DNA损伤,以便其他队友能够到达并修复坑洞。”

对于30亿个碱基而言,寻找DNA损伤并不是一件轻松的任务。将DNA损伤比作坑洞,一种策略是沿着道路走,不断寻找下一个坑洞。另一种策略是开着直升飞机寻找,但由于目标不容易发现,这种方法往往需要着陆。为了解决这些问题,UV-DDB结合了两种搜索策略。

当UV-DDB发现DNA损伤时,它就像组长一样帮助DNA修复人员进入,修复出错的碱基并迅速离开。Van Houten领导的团队利用单分子实时成像技术第一次亲眼目睹了DNA修复的全过程。

匹兹堡大学生物成像中心的主任Simon Watkins博士认为:“让人惊讶的是在3D空间内找到那些单分子。Van Houten的团队开发出一种分析方法,可实时追踪在DNA链上修复损伤的修复酶。”


当端粒(绿色)损伤时,UV-DDB(红色)第一时间赶到现场。图片来自原文。

为了证明UV-DDB在活细胞中发挥相同的功能,Van Houten及其同事让端粒受到氧化损伤。他们观察到,UV-DDB第一时间赶到现场。如果UV-DDB无法发挥作用,那么细胞对氧化应激更敏感。

着色性干皮病(XP)是一种先天缺乏UV-DDB的罕见病。Van Houten表示,这些结果有助于解释着色性干皮病患者为什么在阳光照射下往往患上皮肤癌。另一方面,这也解释了UV-DDB水平较高的癌症患者为什么治疗效果更好。

原文检索

Damage sensor role of UV-DDB during base excision repair
Nature Structural & Molecular Biology (2019) Published: 22 July 2019