华人学者解析DNA修复的关键一步

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上图：华盛顿州立大学的Michael Smerdon教授（左），博士后毛鹏（Peng Mao）。

生物通报道：华盛顿州立大学的科学家们发现，组蛋白去泛素化是DNA修复的关键一步，相关论文发表在本周的美国国家科学院院刊PNAS杂志上。DNA修复故障会提高癌症和其他疾病的患病风险，而这一成果将帮助人们对相关疾病进行靶向性治疗。

Michael Smerdon教授、博士后毛鹏等人指出，在DNA受损时，特定蛋白必须先给DNA松绑，修理小分队才能够轻松进入。不然，修复酶将很难进入紧密包装的染色质。毛鹏本科毕业于华中科技大学，后来在北京大学获得博士学位。

DNA修复的日常需求

人体细胞每天都会遭到一系列攻击，形成多达100,000的DNA损伤，Smerdon说。为了及时修复这些损伤，细胞必须不断快速生产替代性的DNA和蛋白。这时，RNA聚合酶就像一个小火车头，沿着DNA上上下下地读取遗传信息。

RNA聚合酶遇到需要表达的基因时，就会停下脚步解开双链DNA，转录出指导蛋白合成的RNA链。当UV或其他有害物质使DNA受损时，就会形成一团障碍，阻塞RNA聚合酶前进的轨道。如果这种障碍没有得到及时修复，细胞就可能面临死亡。

在正常情况下，细胞的修复小分队会很快切除障碍物，将轨道清理出来。这一过程称为转录偶联修复（TCR），是四大DNA修复系统之一。Smerdon指出，任何修复系统出现故障，都可能引发严重的疾病。（延伸阅读：Nature子刊：表观遗传学修饰决定DNA修复机制）

DNA修复的相关疾病

Smerdon实验室致力于研究与DNA修复缺陷有关的疾病，着色性干皮病XP就是其中之一。这种遗传病的患者也被称为月亮之子（children of the moon），他们缺乏切除受损DNA的酶，对于UV照射非常敏感，连灯光都会破坏他们的皮肤。XP患者的皮肤癌发病率比其它人高两千倍，只有在晚上才能安全地出门。

Cockayne综合症也是TCR缺陷病，患者不仅对阳光极为敏感，还会出现神经系统退化和过早衰老。DNA修复缺陷会还与多种疾病有关，比如白血病、乳腺癌和遗传性非息肉病性大肠癌。

给DNA松绑

研究人员通过酵母和人类细胞发现，TCR修复通常分为两步，而染色质中的H2B是第一步的关键。

为了帮助修复酶接触到DNA，H2B需要先解开一个小蛋白（去泛素化），松开DNA链。随后修复小分队才能进入染色质，及时排除故障。如过没有这种去泛素化，DNA修复基本上是不可能完成的任务。

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