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加速DNA修復的“超級酶”

日期:2016-09-07 09:10:13

 最近,來自英國蘇塞克斯大學的科學家發現了一種酶,稱為PARP3,有助于促進DNA修復。相關研究結果發表在《Nature Communications》雜志。

 

在身體中,突變可能是由不正確修復的DNA損傷引起,從而導致疾病,包括癌癥和神經退行性疾病(DNA修復出錯何以致癌?;Cell子刊:DNA修復與癌癥)。這項新的研究是由MRC和英國癌癥研究基金資助,由蘇塞克斯大學基因組損傷和穩定中心的Keith Caldecott教授和Laurence Pearl教授帶領完成,確定了PARP3酶——簡稱多聚(ADP-核糖)聚合酶3,可識別和用信號通知存在斷裂的DNA鏈。

 

有研究表明,PARP3酶參與DNA的修復過程,并有助于保持遺傳代碼的完整性,但直到現在,由這種酶引發的精確的DNA修復激活機制,還不清楚。

 

運用多學科的專業知識,蘇塞克斯大學的科學家們已經確定了參與激活DNA修復過程的具體步驟。當PARP3酶定位于DNA損傷的一個特定位點時,它用一個分子信號來表示受損的DNA

 

這個信號是通過化學變化產生的,涉及向DNA中添加一個稱為“ADP核糖”的分子。DNA被包裝在一個稱為“染色質”的復合體中,其中含有蛋白質;該研究小組發現,PARP3酶將“ADP-核糖”分子添加到這些蛋白中的一個——組蛋白H2B

 

通過標記出精確的損傷部位,專門的DNA修復酶將介入以修復損傷,從而保護細胞免受潛危險的DNA斷裂。

 

研究人員認為,這是了解“DNA斷裂如何被檢測、用信號表示、并得以修復”的一個重要步驟,在未來這可能使得科學家能夠開發出某種藥物,更好地靶定某些癌癥。

 

PARP3是一個酶超家族,可通過PARP抑制劑藥物(一類新的藥物,用于治療遺傳性癌癥,包括卵巢癌和乳腺癌)而被靶定。PARP3酶如何激活DNA修復的這一見解,也將有助于提高PARP抑制劑藥物的認識和靶定。

 

這項研究已經進行了四年多,還涉及倫敦帝國大學Steve Matthews研究組的核磁共振知識,蘇塞克斯大學Steve Sweet實驗室的蛋白質組學知識,以及樸茨茅斯大學Alan Thorne博士實驗室的染色質生物學知識。

 

這項研究的負責人Keith Caldecott教授說:“該項成果強調了多學科合作的價值,將分子和細胞生物學與生物化學、結構生物學結合起來。由于攜手合作,我們能夠確定PARP3是如何識別和標志出斷裂DNA的存在。這對于我們了解細胞如何保護自己免受潛在危險的DNA斷裂,將是非常重要的。這也將有助于我們更深入地理解一類新的PARP抑制劑類抗癌藥物的作用機制。”

 


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