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  • 發布時間:2017-07-18 16:59 原文鏈接: Science:重磅!揭示一種新的DNA損傷修復機制

      DNA修復系統能夠修復活性氧、活性羰基化合物、烷化劑、紫外線輻射、脫氧尿嘧啶整入和復制錯誤導致的DNA損傷。DNA修復機制包括核苷酸池消毒(nucleotide pool sanitization)、直接修復(DR)、堿基切除修復(BER)、核苷酸切除修復(NER)、錯配修復(MMR)、同源重組修復(HRR)和非同源末端連接(NHEJ)。

      糖化是體內的一種重要的DNA損傷來源,與增加的突變率和DNA鏈斷裂相關聯。在乙二醛(GO)和甲基乙二醛(MGO)的作用下,核酸發生永久性的糖化。作為糖代謝的副產物,GO和MGO在細胞中普遍存在,因而成為它們的主要的糖化試劑。對這些糖化試劑最為敏感的核苷酸是鳥苷酸(G)和脫氧鳥苷酸(dG)。確實,糖化鳥苷酸與DNA氧化損傷的主要產物---8-羥基脫氧鳥苷(8-oxo-dG)---一樣比較普遍。盡管發生氧化的核苷酸,如8-oxo-dG,可通過鳥嘌呤氧化修復系統加以修復,但是迄今為止,人們并沒有發現糖化核苷酸修復系統。

      如今看來,基因DJ-1能夠修復糖化核苷酸。在一項新的研究中,法國巴黎第七大學的Gilbert Richarme領導的一個研究團隊報道DJ-1起著一種DNA去糖化酶(DNA deglycase)的作用,切除核酸中的額外糖分子。他們發現在體外培養的缺乏DJ-1的細胞中,DNA積累著突變,更容易發生斷裂。這些發現彌補了該團隊之前的報道:DJ-1讓蛋白去糖化。他們寫道,“DJ-1去糖化酶可能代表著僅有的修復蛋白和核酸的酶。”

      在當前的這項研究中,Richarme團隊將他們的研究擴展到核酸。在不含細胞的溶液中,DJ-1阻止糖分子添加到核苷酸上,而且也切除核苷酸上最近添加的糖分子。在體外培養的大腸桿菌中,缺乏DJ-1同源基因(即Hsp31、YhbO和YajL)的細菌具有的糖化DNA比野生型細菌多兩倍。顯著的是,它們的突變率提高了46倍,這表明當缺乏功能性DJ-1時,DNA穩定性顯著下降。在人HeLa細胞系中,抑制DJ-1也會導致更多的發生糖化和斷裂的DNA產生,這再次支持它在DNA修復中發揮著作用。這些發現為治療性干預開辟新的途徑。

      未來的工作應當研究DJ-1突變是否會降低它的去糖化酶活性,糖化蛋白和糖化核酸是否會隨著年齡增加在DJ-1基因敲除小鼠中積累。


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