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DNA分子能通过迁移“自我疗伤”

发布时间:2019-07-07 19:49 来源:未知 编辑:admin

  科技日报北京5月4日电 (记者刘园园)美国塔夫斯大学日前的一项研究发现,DNA分子能够通过“短途旅行”来“自我疗伤”。这种迁移对于防止DNA复制的不稳定性和基因疾病的出现有重要意义。

  据物理学家组织网3日报道,塔夫斯大学生物学家凯瑟琳·弗罗伊登赖希与其合作者发现,酵母菌中的CAG/CTG三核苷酸重复序列会转移到细胞核边缘进行修复。在细胞中,长度较短的三核苷酸重复序列有时会扩增并超过正常范围。扩增的重复序列会破坏DNA分子的双螺旋结构,这会影响DNA的复制机制,且会导致DNA分子破损。当扩增的CAG三核苷酸重复序列的数量超出稳定性临界值后,疾病就会出现。

  例如亨廷顿氏舞蹈病的稳定性临界值是38到40个重复序列;当重复序列扩增到接近200个时则会出现肌强直性营养不良。弗罗伊登赖希说:“对CAG重复序列进行适度的DNA修复至关重要,因为这可以阻止序列进一步扩增和病情加剧。”

  在研究中,弗罗伊登赖希及其合作者将不同大小的CAG重复序列引入到芽殖酵母菌染色体中。他们为含有重复序列的染色体做上荧光标记,以追踪它们在细胞核中的位置。结果发现,包含扩增的CAG重复序列的染色体从细胞核内部移动到细胞核边缘进行修复。研究还发现,重复序列越长,迁移的频率就越高。例如,CAG-130比CAG-70迁移得更频繁,而没有扩增的CAG-15与没有扩增的其他控制变量相比,迁移频率没有增加。“我们认为,一旦DNA复制机制停止就会触发迁移行为。” 弗罗伊登赖希说。

  科研人员认为,重复序列迁移到细胞核膜附近有助于防止修复出现失误。在细胞核边缘,破损的DNA分子会与核孔复合物相互作用。核孔复合物是一种复杂的蛋白,它们在细胞核和周边的细胞质之间扮演“守门人”的作用。研究发现,其中两个守门人——Nup84复合物和Slx5/8复合物出现在每个核孔复合物中,它们对DNA重复片段的修复不可或缺。如Slx5/8的角色是把DNA分子拴在核孔复合物上,它似乎还可以调节一种已知的修复蛋白(Rad52)来促进修复过程。

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