细胞修复DNA损伤新机制揭示

细胞修复DNA损伤新机制揭示字体：小中大分享到：细胞修复DNA损伤新机制揭示2022-03-31 08:21:28来源：科技日报

10月30日发表在《自然》和《自然通讯》上的两项新研究为细胞如何持续修复其DNA受损部分提供了一幅全新的图景，这引发了对DNA修复领域一些基础理论的重新思考。

这项工作由纽约大学格罗斯曼医学院的研究人员领导，专注于DNA分子。DNA很容易被细胞代谢、毒素、紫外线破坏。因为DNA损伤可能导致有害的DNA突变和死亡，所以细胞进化出了DNA修复机制。然而，该领域一个尚未解决的主要问题是，这些细胞如何在未受损DNA的“广阔领域”中快速搜索并找到罕见的受损区域。

过去的研究发现，一个重要的搜索机制——转录偶联修复(TCR)依赖于RNA聚合酶，RNA聚合酶是一个大型蛋白质机器(复合体)，它沿着DNA链向下移动。它在将指令转录成RNA分子时，读取DNA“字母”的代码，然后RNA分子指导蛋白质的构建。然而，研究人员表示，之前被广泛接受的观点，包括2015年获得诺贝尔化学奖的研究，都误解了TCR机制。

之前的研究认为TCR在DNA修复中的作用相对较小，因为它依赖于一个假设的TCR因子，这个因子对DNA修复的贡献很小。然而，全基因组修复(GGR)被认为是扫描和修复大多数DNA而不依赖于转录。这两个过程都被认为是核苷酸切除修复的基础(NER)。

然而，两项新的研究一致认为，基于对活大肠杆菌细胞DNA修复的首次多阶段分析，大多数NER都与RNA聚合酶结合，后者扫描整个细菌遗传密码以寻找受损区域。

发表在《自然》杂志上的研究发现，RNA聚合酶是组装整个NER复合体的支架，也是DNA损伤的主要传感器。结果表明，NER的主要酶UvrA和UvrB本身不能定位大多数病变，而是通过RNA聚合酶传递给它们。

发表在《自然通讯》杂志上的第二项研究表明，蛋白质Rho可以发出信号，告诉RNA聚合酶停止读取整个基因信息。实验表明，细菌细胞抑制了蛋白质Rho的活性，这意味着停止信号减弱，因此RNA聚合酶会继续读取并向整个基因组中的DNA损伤输送修复酶。

《自然》杂志上该研究报告的第一作者、努德勒实验室博士后学者比诺德·巴拉蒂(Binod bharathi)博士表示，根据新的发现，推测真核生物包括人类细胞也利用RNA聚合酶在整个基因范围内进行有效修复。今后，研究小组计划确认适合全基因的TCR的存在。如果得到证实，将探索未来能否安全地促进DNA损伤的修复，从而对抗衰老或疾病。

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