美國加州大學戴維斯分校研究人員表示,，他們觀察和拍攝到了人體受損DNA被修復過程中的一個重要階段
美國加州大學戴維斯分校研究人員表示，他們觀察和拍攝到了人體受損DNA被修復過程中的一個重要階段,，這將為人們了解Rad51蛋白在復雜和關鍵的DNA修復過程中所發(fā)揮的作用提供新的信息,。過去的研究表明，Rad51蛋白與乳腺癌相關,。
該項研究負責人是加州大學著名的微生物學教授史蒂芬·科沃茨科瓦斯基,，他與分子和細胞生物學家羅恩·巴斯金在10年前開發(fā)出利用熒光標識標注分子和利用光陷捕捉單個DNA分子的方法。2006年,，科沃茨科瓦斯基和研究小組成員記錄下了部分細菌受損DNA的修復過程,。不過，同人體DNA修復相比,，細菌的DNA修復過程要簡單得多,。
在現(xiàn)實生活中，人體的DNA不斷地遭受紫外線,、煙草以及大量天然和人造化合物等有害物質(zhì)的侵擾,，并因此受到損傷，誘發(fā)癌癥,、細胞死亡和突變等現(xiàn)象,。然而，當DNA受損時,，人體中的特定蛋白和酶會被動員起來采取修復行動,。
Rad51蛋白在受損DNA修復行動中起到了關鍵作用，它在細胞內(nèi)始終處于待命狀態(tài),。工作時,，Rad51蛋白的分子沿著受損或斷裂的DNA組成一條條長長的細絲，幫助增強DNA螺旋結(jié)構(gòu)同時將螺旋結(jié)構(gòu)與細胞染色體第二副本的片段對齊,，而染色體的第二副本猶如重組的模板,。因為Rad51蛋白受到與乳腺癌相關基因BRCA2的控制，所以人們推測該蛋白在抑制乳腺癌方面具有相應的作用,。
借助熒光蛋白標識技術,，研究人員實時地觀察和拍攝到Rad51蛋白形成獨立細絲的能力，并從中獲得了新的發(fā)現(xiàn),。例如,，他們發(fā)現(xiàn)與細菌受損DNA修復相比，Rad51蛋白細絲并不會無限生長,。對此,，科沃茨科瓦斯基表示，這說明還有尚未探明的機理控制著該蛋白的生長,。此外,，人體和細菌受損DNA修復過程中另一個令人注目的不同點是當DNA修復完成后,，Rad51蛋白不會自然離開DNA，相反它需要被逐出,。
研究人員表示,，從實用的觀點出發(fā)，新的觀察和拍攝單細胞的能力給人們提供了獲得更多信息的機會?，F(xiàn)在,，人們可以定量測量DNA的修復過程。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原始出處：
PNAS January 13, 2009 vol. 106 no. 2 361-368 doi: 10.1073/pnas.0811965106
Direct imaging of human Rad51 nucleoprotein dynamics on individual DNA molecules
Jovencio Hilarioab, Ichiro Amitaniab, Ronald J. Baskinb and Stephen C. Kowalczykowskiab1
aDepartments of aMicrobiology and
bMolecular and Cellular Biology, University of California, Davis, CA 95616-8665
Abstract
Rad51 protein (Rad51) is central to recombinational repair of double-strand DNA breaks. It polymerizes onto DNA and promotes strand exchange between homologous chromosomes. We visualized the real-time assembly and disassembly of human Rad51 nucleoprotein filaments on double-stranded DNA by single-molecule fluorescence microscopy. Rad51 assembly extends the DNA by ≈65%. Nucleoprotein filament formation occurs via rapid nucleation followed by growth from these nuclei. Growth does not continue indefinitely, however, and nucleoprotein filaments terminate when ≈2 μm in length. The dependence of nascent filament formation on Rad51 concentration suggests that 2–3 Rad51 monomers are involved in nucleation. Rad51 nucleoprotein filaments are stable and remain extended when ATP hydrolysis is prevented; however, when permitted, filaments decrease in length as a result of conversion to ADP-bound nucleoprotein complexes and partial protein dissociation. Dissociation of Rad51 from dsDNA is slow and incomplete, thereby rationalizing the need for other proteins that facilitate disassembly.
