分子形状转换器

UNM 团队发现蛋白质可以从读取 DNA 到修复它，为新的癌症治疗指明了方向

驻留在我们的每个细胞内，我们的 DNA 就像一本制作蛋白质的食谱书。 但是如果配方是错误的，细胞会做什么？

彭茂博士和他的团队发现了一系列错综复杂的事件，细胞在阅读食谱时利用这些事件修复我们的 DNA。 该团队在 20 月 XNUMX 日的网络版中发表了他们的研究 诉讼中的国家科学院院士. 他们的发现可能会改善癌症治疗。

新南威尔士大学分子医学部助理教授毛解释说，我们的每个细胞都含有使其能够执行任务的蛋白质。 DNA 在其梯状结构的梯级中编码所有这些蛋白质的配方。

但是，毛说，“DNA 并不像人们最初想象的那样稳定。 它可能会被损坏——换句话说，它会被化学改性。”

细胞采用几种不同的方法来修复损伤。 毛和他的团队，其中包括 UNM 和他在华盛顿州立大学的前实验室的科学家，研究了其中一种方法，称为转录耦合 DNA 修复。

转录是细胞用来将 DNA 代码翻译成蛋白质的过程的第一步。 在细胞核的微小空间内，DNA 错综复杂地缠绕在自身上。 为了制造蛋白质，细胞必须解开并分离包含该蛋白质的基因序列（配方）的 DNA 部分。

在转录过程中，一组称为 RNA 聚合酶的蛋白质沿着解开和分离的 DNA 移动，对基因进行解码并构建相应的称为信使 RNA 的分子。 然后，信使 RNA 进入细胞的蛋白质制造结构。

在转录过程中，如果 RNA 聚合酶遇到 DNA 的损坏部分，它就会停止。 “[它]就像一列在轨道上行驶的火车，”毛说。 “如果你有损坏，那将阻止火车的运动。”

毛的团队发现了一系列精心设计的细胞事件序列，可以修复基因损伤，使 RNA 聚合酶序列再次运动。

一种称为 CSB 的蛋白质进入停止的 RNA 聚合酶并与之结合，从而去除一对称为 SPT4/SPT5 的蛋白质。 这些蛋白质与 RNA 聚合酶结合时，有助于它在正常基因转录过程中沿 DNA 移动。 当它们被移走时，RNA 聚合酶就会停止。

SPT4/SPT5 的释放改变了 RNA 聚合酶的形状，允许 DNA 修复蛋白与其结合。 通过 DNA 修复蛋白，RNA 聚合酶从转录切换到修复。 一旦 DNA 被固定，RNA 聚合酶就可以恢复其转录。

毛谨慎地指出，科学家们还不知道 RNA 聚合酶是如何从基因修复模式变回转录模式的。 这是他和他的团队想要研究的领域。 但是，毛说，更多地了解这种细胞蛋白质的舞蹈，可以帮助我们现有的抗癌药物库更有效。

毛解释说，通过抑制转录偶联的 DNA 修复，可以使癌细胞对化学疗法和放射疗法敏感，这些疗法通过诱导大量有毒基因损伤起作用。

“如果你有强大的转录偶联修复机制和其他 DNA 修复途径，”毛说。 “这将使癌细胞具有生存优势。” 因此，抑制癌细胞使用转录偶联的 DNA 修复可以使它们更容易受到药物和辐射的影响。

毛说，了解不同的蛋白质如何帮助或阻碍这种 DNA 修复过程将有助于控制癌细胞对化学疗法和放射疗法的反应。

“我们非常兴奋，”毛谈到他的团队的发现。 “这给了我们很大的鼓励。 即使在这条特定的道路上，仍有许多悬而未决的问题。”

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毛鹏，博士，新墨西哥大学医学院分子医学系内科助理教授。

“Rad26 在促进酵母染色质转录偶联核苷酸切除修复中的全基因组作用”发表于 20 年 2020 月 XNUMX 日的网络版《美国国家科学院院刊》。 这项工作是华盛顿州立大学分子生物科学学院和生殖生物学中心以及新墨西哥大学综合癌症中心内科细胞和分子肿瘤学项目之间的合作。 作者是：Mingrui Duan，博士； Kathiresan Selvam，博士； John J. Wyrick，博士； 和彭茂，博士。

美国国立卫生研究院国家癌症研究所支持本出版物中报告的研究，奖项编号 P30CA118100，首席研究员：Cheryl Willman, MD。 内容完全由作者负责，并不一定代表美国国立卫生研究院的官方观点。