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生态环境中心在DNA损伤修复研究方面取得重要进展

2017-06-01 10:54:36

  环境污染等多种外源和内源因素可引起遗传信息载体DNA双链的断裂,而断裂的DNA双链可部分转化为单链DNA。RecA/Rad51家族蛋白可在单链DNA部分组装形成核蛋白丝,并通过快速、准确识别同源双链DNA(dsDNA)模板介导链交换过程,进而实现对DNA双链断裂的同源重组修复。但是,长期困扰人们的是:(1)已知的拉伸、欠旋的核蛋白丝结构由于其固有的刚性如何能满足在大量非同源DNA并存且结构复杂的基因组中快速寻找到仅有1-2拷贝的同源DNA序列?(2)这种结构主要是通过消除和抑制ATP水解而获得,但是在生理条件下核蛋白丝中的RecA可催化水解ATP,并导致一定的RecA解离。因此,在生理条件下又如何能保证核蛋白丝结构的完整性?

  中国科学院生态环境中心研究团队利用研制的毛细管电泳-激光诱导荧光偏振装置,发展了研究RecA在ssDNA上动态组装的分析新方法,可以快速捕获并分离溶液中形成的各种RecA核蛋白丝组装体。另外,通过独特的设计可防止RecA的解离,因此可在快速分离过程中有效保存已被捕获的RecA核蛋白丝。通过其电泳迁移行为的差异,并可以准确测量其结合计量学。

  该团队通过一系列体外和活体实验,证明了介导同源重组修复的核蛋白丝的基本结构是由RecA蛋白通过ATP水解有限组装到单链DNA上形成的不饱和核蛋白丝组装体。这一发现是对传统同源重组修复的关键核蛋白丝组装体基础结构认识的一个重要改变,为深入理解同源重组修复机制提供理论依据。

 

(三舍A1003宿舍投稿)

 

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