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新的研究解释了DNA链是如何自我修复的

发布时间:2019-04-09 11:43:19

新的研究解释了DNA链是如何自我修复的 2013年9月12日 研究人员已经发现细胞如何修复其DNA链中断裂的细节,这是一种潜在的毁灭性DNA损伤。 当染色体经历由氧化,电离辐射,复制错误和

  新的研究解释了DNA链是如何自我修复的 2013年9月12日 研究人员已经发现细胞如何修复其DNA链中断裂的细节,这是一种潜在的毁灭性DNA损伤。 当染色体经历由氧化,电离辐射,复制错误和细胞中某些代谢产物引起的双链断裂时,它们利用它们的遗传上相似的染色体通过涉及破碎分子两端的机制修补间隙。研究人员发现,为了修复丢失一端的破损染色体,DNA复制机器的独特配置被用作绝望策略,以使细胞存活。 印第安纳大学普渡大学印第安纳波利斯分校(IUPUI)生物学副教授Anna Malkova博士和佐治亚理工学院生物学副教授Kirill Lobachev合作研究生在推进项目中至关重要。 该小组的研究将于本周在“自然”杂志上在线发表,其中包括两位研究生(佐治亚理工学院的Natalie Saini和IUPUI科学学院的Sreejith Ramakrishnan)作为第一作者。其他合作者包括Brandeis大学的James Haber博士和贝勒医学院的Grzegorz Ira博士。 “以前,我们已经证明,与天然产生DNA的正常方式相比,断裂诱导复制引入的突变率高1000倍,但我们从未理解为什么,”马尔科娃说。 最新的研究揭示了一种可以在非分裂细胞中运作的复制模式 - 大多数身体细胞的状态 - 使这种复制成为癌症形成的潜在途径。 “潜在地,这是教科书发现”,罗巴乔夫说。 这两个实验室使用了世界上少数几家工厂提供的尖端分析技术和设备。这使研究人员能够在不同时间看到酵母细胞内部并冻结破坏诱导的DNA修复过程。他们发现这种DNA修复方式并不依赖于传统的复制叉 - 一个复制DNA分子的Y形区域 - 而是使用类似泡沫的结构来合成长片缺失的DNA。这种气泡结构以真核细胞中前所未见的方式复制DNA,并导致保守的DNA合成,促进高度增加的诱变。 相关故事无克隆嵌套CRISPR使用长DNA片段进行有效的基因编辑研究人员发现DNA修饰增强了我们消除恐惧的能力研究人员使用DNA拼图来描绘极其复杂的染色体畸变 在细胞周期的合成阶段期间进行的传统DNA合成以半保守方式进行,如Matthew Meselson和Franklin Stahl在1958年DNA结构发现后不久所证明的那样。他们发现两个新的双螺旋DNA是由单个DNA双螺旋产生的,每个新的双螺旋含有一条原始DNA链和一条新链。该实验被称为“生物学中最美丽的实验”。 “从细胞的角度来看,整个想法是为了生存,这是他们在潜在的致命事件中生存的一种方式。但是,它需要付出代价,“罗巴乔夫说。 在休克诱导的复制过程中,DNA的一个断端与其伴侣染色体上的相同DNA序列配对。以不寻常的类似泡沫的模式进行的复制然后从供体DNA通过染色体末端的端粒复制数百千碱基的DNA。 “断裂诱导的复制气泡具有长尾的单链DNA,其促进突变”。 Ramakrishnan说。 “单链尾部可能是高突变率的原因,因为它可以通过逃避快速检测和纠正DNA合成错误的其他修复机制来积累突变。” “这是一种以非常稳健的方式合成DNA的方法,” Saini补充说“合成可以发生并覆盖染色体的整个臂,因此它不仅仅是一些短的合成补丁。” “这是一种基本上诱变不应该复制的基因组的方法”。罗巴乔夫说。 Malkova说,当涉及到癌症,其他疾病甚至进化时,似乎正在发生的是不稳定的爆发,促进这种爆发的机制尚不清楚。新研究揭示了断裂诱导复制的分子机制,为突变的产生提供了一种解释。 资料来源:印第安纳大学普渡大学印第安纳波利斯理工学院