美國加州大學(xué)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(fù)過程中的一個(gè)重要階段
美國加州大學(xué)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(fù)過程中的一個(gè)重要階段,，這將為人們了解Rad51蛋白在復(fù)雜和關(guān)鍵的DNA修復(fù)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(guān),。
該項(xiàng)研究負(fù)責(zé)人是加州大學(xué)著名的微生物學(xué)教授史蒂芬·科沃茨科瓦斯基，他與分子和細(xì)胞生物學(xué)家羅恩·巴斯金在10年前開發(fā)出利用熒光標(biāo)識(shí)標(biāo)注分子和利用光陷捕捉單個(gè)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(xì)菌受損DNA的修復(fù)過程。不過,，同人體DNA修復(fù)相比,，細(xì)菌的DNA修復(fù)過程要簡單得多。
在現(xiàn)實(shí)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?jǐn)_，并因此受到損傷,，誘發(fā)癌癥,、細(xì)胞死亡和突變等現(xiàn)象。然而,，當(dāng)DNA受損時(shí),，人體中的特定蛋白和酶會(huì)被動(dòng)員起來采取修復(fù)行動(dòng)。
Rad51蛋白在受損DNA修復(fù)行動(dòng)中起到了關(guān)鍵作用,，它在細(xì)胞內(nèi)始終處于待命狀態(tài),。工作時(shí)，Rad51蛋白的分子沿著受損或斷裂的DNA組成一條條長長的細(xì)絲,，幫助增強(qiáng)DNA螺旋結(jié)構(gòu)同時(shí)將螺旋結(jié)構(gòu)與細(xì)胞染色體第二副本的片段對(duì)齊，而染色體的第二副本猶如重組的模板,。因?yàn)镽ad51蛋白受到與乳腺癌相關(guān)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(yīng)的作用。
借助熒光蛋白標(biāo)識(shí)技術(shù),，研究人員實(shí)時(shí)地觀察和拍攝到Rad51蛋白形成獨(dú)立細(xì)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(xì)菌受損DNA修復(fù)相比，Rad51蛋白細(xì)絲并不會(huì)無限生長,。對(duì)此,，科沃茨科瓦斯基表示，這說明還有尚未探明的機(jī)理控制著該蛋白的生長,。此外,，人體和細(xì)菌受損DNA修復(fù)過程中另一個(gè)令人注目的不同點(diǎn)是當(dāng)DNA修復(fù)完成后，Rad51蛋白不會(huì)自然離開DNA,，相反它需要被逐出,。
研究人員表示，從實(shí)用的觀點(diǎn)出發(fā),，新的觀察和拍攝單細(xì)胞的能力給人們提供了獲得更多信息的機(jī)會(huì)?，F(xiàn)在，人們可以定量測量DNA的修復(fù)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.
