Nature子刊揭示“基因组守护者”的工作原理

【字体: 时间:2021年04月12日 来源:生物通

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  研究人员使用低温电子显微镜来分析被认为是基因组的“监护”过程,这个过程的深入了解有助于分析突变发生,特别是可能导致某些类型的肿瘤的发展,林奇综合症,子宫内膜癌等的突变。

  

研究人员使用低温电子显微镜来分析被认为是基因组的“监护”过程,这个过程的深入了解有助于分析突变发生,特别是可能导致某些类型的肿瘤的发展,林奇综合症,子宫内膜癌等的突变。

由西班牙国家癌症研究中心(CNIO)Rafael Fernández-Leiro领导的基因组完整性和结构生物学小组发现了某些蛋白质是如何确保DNA复制过程中引入错误的修复过程的。他们利用低温电子显微镜,使突变体蛋白,也就是我们基因组的守护者可见,从而能够描述这个单一的蛋白质是如何从头到尾协调基本的DNA修复过程的。

这项研究是与荷兰莱顿大学医学中心(LUMC, The Netherlands)的Meindert Lamers,荷兰癌症研究所和Oncode研究所的Titia Sixma合作进行的。他们的研究结果发表在《自然结构与分子生物学》杂志上。

细胞分裂的一个阶段是DNA复制,在此期间DNA聚合酶复制细胞的遗传信息,以便将其转移到子细胞。虽然这是一个非常精确的过程,但有时会出现错误。修复这些错误是至关重要的,否则它们会导致肿瘤的发展。

研究人员已经在之前发表的论文中描述过,DNA聚合酶有自己的修复器,一种外切酶,它可以纠正DNA复制过程中引入的错误。但当这个校正器不够时,突变体蛋白就开始发挥作用,它会扫描复制的DNA以寻找错误,然后启动并完成它检测到的任何错误的修复。

但直到现在,人们还不清楚单个蛋白质是如何协调这么多不同的过程的。而目前发表的这项国际研究成功地揭示了这一机制。

“使用低温电子显微镜,我们能够观察MutS执行其功能,并捕获其连续构象的分子结构。有了这些信息,我们就能够理解单个蛋白质是如何协调整个过程的,这必须非常准确,”Rafael Fernández-Leiro解释道。

研究人员强调,只有借助近年来电子显微镜技术的巨大进步,才有可能解开蛋白质结构。

“电子显微镜使我们能够获得蛋白质执行其功能时的高分辨率图像。有了这些图像,我们可以在计算机中重建蛋白质的三维结构,并生成一个原子模型,使我们能够了解它是如何工作的。”Fernández-Leiro继续说道。

(生物通:万纹)

原文标题:

The selection process of licensing a DNA mismatch for repair. Rafael Fernández-Leiro et al (Nature Structural & Molecular Biology, 2021). DOI: 10.1038/s41594-021-00577-7

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