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DNA模式图
近日，来自日本东京理工学院的科学家们在eLife杂志上发表论文称，他们发现了修复DNA双链断裂的重要机制。这将有助于我们理解DNA修复失败导致遗传疾病和癌症的原因。
DNA双链断裂会导致严重的DNA损伤，这种损伤可被同源重组（HR）修复。一种名为Rad51的蛋白质控制着HR过程，而Rad51自身则由几个辅助蛋白质支持。
“其中一组辅助蛋白可以被分成两个模块，每个模块有不同的作用。在这项研究中，我们想要了解模块1如何与Rad51相互作用，以及两个模块如何协作打开Rad51。”论文的第一作者、日本东京理工学院的高级研究员Bilge Argunhan说。
为了探究以上问题，研究人员首先通过基因工程改造了酵母细胞，敲除了Rad51的辅助蛋白——Swi5-Sfr1中的模块1或模块2，结果发现，HR修复DNA的效率下降，这表明Rad51需要两个模块来启动HR修复。
接下来，为了识别模块1中与Rad51结合的精确区域，研究人员从细胞中纯化了Swi5-Sfr1蛋白，然后，通过改变蛋白质序列修改了这些区域，阻止了Swi5-Sfr1与Rad51的结合。
结果发现，尽管突变的Swi5-Sfr1不能在体外打开Rad51，但包含这些突变的酵母仍然能够修复DNA。研究小组认为，可能是体内的另一组辅助蛋白启动了DNA的修复过程。
先前的遗传学研究表明，酵母中存在两种HR子通路，一种依赖于Swi5-Sfr1，另一种依赖于Rad51旁系同源分子。
为了确定另一种HR子通路是否在Swi5-Sfr1突变的酵母中拯救了DNA修复，研究人员使用了缺乏Rad51旁系同源分子的酵母进行Swi5-Sfr1突变。结果发现，在含有Swi5-Sfr1突变体伴Rad51旁系同源分子缺失的酵母中，DNA的损伤更加严重。这表明第二组辅助蛋白抑制了突变对Swi5-Sfr1辅助蛋白的破坏作用。
“虽然这两组辅助蛋白之前被认为是独立起作用的，但我们的研究表明，它们实际上共同激活了DNA修复中的Rad51。DNA修复的基本机制在酵母和人类中高度保守，因此我们的工作可以帮助理解人类相关疾病中DNA修复失败的原因。”东京理工学院教授、通讯作者Hiroshi Iwasaki解释说。
科界原创
编译：花花
审稿：alone
责编：张梦
期刊来源：eLife
期刊编号：2050-084X
原文链接：
https://phys.org/news/2020-03-scientists-reveal-proteins-team-dna.html
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