DNA是遺傳信息的重要載體,,一旦DNA出現(xiàn)錯誤,帶給人們的可能是各種疾病,,甚至?xí)旅?。在我們體內(nèi)存在有多種DNA修復(fù)的機制,可是目前對這些機制的了解都十分有限,。最近,,來自能量Lawrence Berkeley國家實驗室的生命科學(xué)部的研究人員發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)錄偶聯(lián)修復(fù)(transcription-coupled repair, TCR)的第一步是如何進行的,TCR是一種十分重要但是卻了解得十分少的修復(fù)機制,,文章發(fā)表在10月28號的Molecular Cell上,。
RNA聚合酶Ⅱ(RNAPⅡ)在轉(zhuǎn)錄時會形成一個轉(zhuǎn)錄泡,在損傷的DNA處RNAPⅡ會停滯,。之后可能造成多種結(jié)果,。最多的理論模型假設(shè)RNAPⅡ會被降解,把損傷DNA區(qū)域讓出來,,其它蛋白對其進行修復(fù),。之后再由一個新的RNAPⅡ?qū)蜻M行重新轉(zhuǎn)錄。
另外一種理論模型是最初的RNAPⅡ還是保留,,然后重新開始轉(zhuǎn)錄,,跳過損傷區(qū)域,或者是往后挪動,,消化掉部分已經(jīng)合成的RNA,,然后再啟動,往前轉(zhuǎn)錄,。這兩種情況下轉(zhuǎn)錄和翻譯蛋白中都可能帶有錯誤,。
如果RNAPⅡ能夠停留在那里,然后及時對損傷進行修補,,之后讓RNAPⅡ繼續(xù)進行轉(zhuǎn)錄,。這種方法不會浪費已經(jīng)合成的mRNA和RNA聚合酶,并且更加高效,。研究人員在體外制作了各式各樣大小的轉(zhuǎn)錄泡,,他們發(fā)現(xiàn)XPG蛋白和體內(nèi)典型大小轉(zhuǎn)錄泡的結(jié)合是最強的,也就是由RNAPⅡ打開的轉(zhuǎn)錄泡,。在體外,,當(dāng)RNAPⅡ因為核苷酸的損傷而停滯的時候,,XPG和CSB蛋白會和聚合酶一起形成一個大的、穩(wěn)定的復(fù)合物,。
XPG的作用是切除損壞的DNA鏈,,是切除、粘貼過程的一個部分,。事實上,,在RNAPⅡ存在的情況下,XPG的切除作用會被阻止,。但是令人意外的是,,當(dāng)研究人員加入一個成為轉(zhuǎn)錄因子IIH(Transcription Factor IIH,TFIIH)的蛋白復(fù)合物時XPG就可以在RNAPⅡ存在的情況下在適當(dāng)?shù)牡胤角谐鼶NA鏈,。最好的解釋就是TFIIH使RNAPⅡ的構(gòu)象發(fā)生了改變,,把形成鉗子結(jié)構(gòu)的DNA分子釋放出來。
TFIIH并不會自己單獨識別RNAPⅡ,,它需要CSB或者XPG來導(dǎo)向聚合酶,,并且CSB和XPG聯(lián)合起來識別效率會更高。新的研究表明,,TFIIH只是讓RNAPⅡ放開DNA,,不是摧毀聚合酶的。
科學(xué)家表示,,在原地進行轉(zhuǎn)錄偶聯(lián)修復(fù)比起完全重新開始要高效得多,。所以,重新改造一下聚合酶回事最好得選擇,。只有在這種方法失敗的情況下,,也會被迫采用重新轉(zhuǎn)錄的方法。
這項研究不但在分子水平對轉(zhuǎn)錄偶聯(lián)修復(fù)進行了解釋,,同時也從根本上解釋了患有Cockayne綜合癥的嬰兒是因為轉(zhuǎn)錄上的缺陷在出生后不斷積累導(dǎo)致了細(xì)胞的死亡,,造成了這些病患神經(jīng)元的退化。對老化本身的研究還需要進一步的進行,。(生物通記者 朱方雨)