DNA分子能通過遷移“自我療傷”
- 發佈時間：2015-05-05 01:30:34 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京5月4日電 （記者劉園園）美國塔夫斯大學日前的一項研究發現，DNA分子能夠通過“短途旅行”來“自我療傷”。這種遷移對於防止DNA複製的不穩定性和基因疾病的出現有重要意義。
據物理學家組織網3日報道，塔夫斯大學生物學家凱瑟琳·弗羅伊登賴希與其合作者發現，酵母菌中的CAG/CTG三核苷酸重復序列會轉移到細胞核邊緣進行修復。在細胞中，長度較短的三核苷酸重復序列有時會擴增並超過正常範圍。擴增的重復序列會破壞DNA分子的雙螺旋結構，這會影響DNA的複製機制，且會導致DNA分子破損。當擴增的CAG三核苷酸重復序列的數量超出穩定性臨界值後，疾病就會出現。
例如亨廷頓氏舞蹈病的穩定性臨界值是38到40個重復序列；當重復序列擴增到接近200個時則會出現肌強直性營養不良。弗羅伊登賴希説：“對CAG重復序列進行適度的DNA修復至關重要，因為這可以阻止序列進一步擴增和病情加劇。”
在研究中，弗羅伊登賴希及其合作者將不同大小的CAG重復序列引入到芽殖酵母菌染色體中。他們為含有重復序列的染色體做上熒游標記，以追蹤它們在細胞核中的位置。結果發現，包含擴增的CAG重復序列的染色體從細胞核內部移動到細胞核邊緣進行修復。研究還發現，重復序列越長，遷移的頻率就越高。例如，CAG-130比CAG-70遷移得更頻繁，而沒有擴增的CAG-15與沒有擴增的其他控制變數相比，遷移頻率沒有增加。“我們認為，一旦DNA複製機制停止就會觸發遷移行為。” 弗羅伊登賴希説。
科研人員認為，重復序列遷移到細胞核膜附近有助於防止修復出現失誤。在細胞核邊緣，破損的DNA分子會與核孔複合物相互作用。核孔複合物是一種複雜的蛋白，它們在細胞核和周邊的細胞質之間扮演“守門人”的作用。研究發現，其中兩個守門人——Nup84複合物和Slx5/8複合物出現在每個核孔複合物中，它們對DNA重復片段的修復不可或缺。如Slx5/8的角色是把DNA分子拴在核孔複合物上，它似乎還可以調節一種已知的修復蛋白（Rad52）來促進修復過程。
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