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抵抗致命DNA-蛋白质交联的细胞防御机制

日期:2014-10-21 00:00:00

DNA——遗传信息的载体——不断受到外因和内因的破坏。非常特殊的DNA损伤是DNA-蛋白质交联——蛋白质共价连接到DNA上。到目前为止,几乎没有人知道关于专门针对DNA-蛋白质交联的修复机制。来自于德国马克斯普朗克研究所的Stefan Jentsch的研究组,现在发现一种蛋白酶,能够剪掉DNA-蛋白质交联的蛋白组分,从而使生物体即使交联出现也能够复制它们的遗传信息。这项研究结果对基因组完整性和癌症发展的理解产生重大影响。

 

每个细胞中的DNA是非常容易受到各种类型的伤害。一种特定的损害是由活性化合物引起的,如甲醛,作为细胞反应的一种副产物产生,导致DNA-蛋白质交联(一个共价键的形成)。重要的是,这些所谓的DNA-蛋白质交联,也归因于一些抗癌药物和有毒物质,因为它们干扰基本过程如DNA复制。为了下一轮的细胞分裂之前的遗传信息复制,细胞需要解开和分离DNA双螺旋结构。DPCs通过阻断解链酶复制解链酶的方式抑制这个过程,从而防止复制,因此细胞分裂。

 

马克斯 普朗克生物化学研究所的Stefan Jentsch实验室里,科学家们现在发现蛋白酶WSS1作为一个新的修复因子剪掉DNA-蛋白质交联的蛋白质成分,从而使细胞复制其基因组。实验室的博士研究生Julian Stingele,发现细胞缺乏WSS1对甲醛尤为敏感,极易发生DNA-蛋白质交联,以及遭受基因组不稳定。值得注意的是,WSS1仅在DNA的存在时具有裂解蛋白的独特属性,这表明该酶特定为删除基因组中的共价键而设计的,从而维持基因组稳定性。

 

因为DNA损伤的修复对于防止癌症形成是必不可少的,至关重要的是了解潜在的细胞机制。新鉴定的DNA-蛋白质交联修复途径对快速分裂的细胞尤为重要。鉴于癌细胞分裂比大多数人类细胞快得多,WSS1可能称为未来癌症治疗的一种有吸引力的药物靶点。

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