DNA分子能通过迁移“自我疗伤”
- 发布时间：2015-05-05 01:30:34 来源：科技日报 责任编辑：罗伯特
科技日报北京5月4日电 （记者刘园园）美国塔夫斯大学日前的一项研究发现，DNA分子能够通过“短途旅行”来“自我疗伤”。这种迁移对于防止DNA复制的不稳定性和基因疾病的出现有重要意义。
据物理学家组织网3日报道，塔夫斯大学生物学家凯瑟琳·弗罗伊登赖希与其合作者发现，酵母菌中的CAG/CTG三核苷酸重复序列会转移到细胞核边缘进行修复。在细胞中，长度较短的三核苷酸重复序列有时会扩增并超过正常范围。扩增的重复序列会破坏DNA分子的双螺旋结构，这会影响DNA的复制机制，且会导致DNA分子破损。当扩增的CAG三核苷酸重复序列的数量超出稳定性临界值后，疾病就会出现。
例如亨廷顿氏舞蹈病的稳定性临界值是38到40个重复序列；当重复序列扩增到接近200个时则会出现肌强直性营养不良。弗罗伊登赖希说：“对CAG重复序列进行适度的DNA修复至关重要，因为这可以阻止序列进一步扩增和病情加剧。”
在研究中，弗罗伊登赖希及其合作者将不同大小的CAG重复序列引入到芽殖酵母菌染色体中。他们为含有重复序列的染色体做上荧光标记，以追踪它们在细胞核中的位置。结果发现，包含扩增的CAG重复序列的染色体从细胞核内部移动到细胞核边缘进行修复。研究还发现，重复序列越长，迁移的频率就越高。例如，CAG-130比CAG-70迁移得更频繁，而没有扩增的CAG-15与没有扩增的其他控制变量相比，迁移频率没有增加。“我们认为，一旦DNA复制机制停止就会触发迁移行为。” 弗罗伊登赖希说。
科研人员认为，重复序列迁移到细胞核膜附近有助于防止修复出现失误。在细胞核边缘，破损的DNA分子会与核孔复合物相互作用。核孔复合物是一种复杂的蛋白，它们在细胞核和周边的细胞质之间扮演“守门人”的作用。研究发现，其中两个守门人——Nup84复合物和Slx5/8复合物出现在每个核孔复合物中，它们对DNA重复片段的修复不可或缺。如Slx5/8的角色是把DNA分子拴在核孔复合物上，它似乎还可以调节一种已知的修复蛋白（Rad52）来促进修复过程。
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