新发现的细菌DNA修复机制

一项新的研究增加了一个新兴的,全新的细菌DNA的细胞不断地修复错误的部分。

5月16日在线发表在《华尔街日报》细胞报告描述了背后的分子机制,DNA修复途径,计数器的错误包含某种类型的分子构建模块,核苷酸,基因编码。这样的错误是频繁code-copying过程中细菌和其他生物。

鉴于核苷酸错误插入可能导致有害的DNA代码更改(突变)和DNA断裂,所有生物进化有一个DNA修复途径称为核苷酸切除修复(r),迅速修复这些错误。

去年领导的一个团队Evgeny a . Nudler博士学位朱莉·威尔逊安德森的生物化学教授生物化学和分子药理学纽约大学Langone健康,出版两个分析DNA修复的生活大肠杆菌细胞。他们发现大部分的修复某些类型的DNA损伤(笨重的病变),比如由紫外线照射引起的,可能发生因为损坏代码部分第一一直被称为RNA聚合酶的蛋白质机器。RNA聚合酶汽车DNA链,阅读代码的DNA“字母”,因为它转录成RNA分子的指令,然后直接蛋白质。

Nudler博士和同事们发现,在转录过程中,RNA聚合酶还发现DNA损伤,然后作为一个平台组装的DNA修复机器称为核苷酸切除修复(尼珥)复杂。尼珥然后剪出错误的DNA发现并替换一个精确的拷贝。没有RNA聚合酶的作用,小尼珥,如果有的话,发生在生活的细菌。

现在新的研究细胞提供了第一手的证据,就像尼珥通路,r是转录紧密耦合。这项研究的作者发现,关键酶参与r, RNaseHII,还与RNA聚合酶配合扫描misincorporated DNA核苷酸链住细菌细胞。

“我们的结果继续激发某些基本原则的反思在DNA修复领域,“Nudler博士说,霍华德休斯医学研究所的研究员。“前进,我们的小组计划调查RNA聚合酶是否扫描DNA出现各种各样的问题和触发器修复全基因组,不仅在细菌,但在人类细胞。”

尖端的技术

核苷酸(RNA)的基石和脱氧核苷酸(DNA组件)化合物有关。作为构建DNA链在细胞复制和细菌细胞,他们经常错误地把核苷酸融入DNA链的脱氧核苷酸因为他们只相差一个氧原子,这项研究的作者说。在细菌细胞,DNA聚合酶III是已知的大约2000的这些错误每次副本一个细胞的遗传物质。维持基因组的完整性,大部分错误的核苷酸是r的通路,但一个关键问题是如何RNaseHII发现相对罕见核苷酸病变在完整细胞DNA编码的“海洋”得如此之快。

一样在他们一份2022年的研究中,研究人员使用定量质谱和体内蛋白质交联映射化学与蛋白质之间的距离,所以决定的关键表面RNaseHII和RNA聚合酶活细菌细胞相互作用。这样他们认为大多数RNaseHII与RNA聚合酶分子夫妇。

此外,他们使用低温电子显微镜(CryoEM)来捕获RNaseHII绑定到RNA聚合酶的高分辨率结构,揭示了蛋白质-蛋白质之间的关系,定义了r复杂。此外,structure-guided遗传实验,削弱了RNA聚合酶/ RNaseHII交互妥协r。

“这工作支持的模型中,RNaseHII扫描错误的核苷酸的DNA骑在RNA聚合酶虽然沿着DNA,“首次研究作者Zhitai说,博士后学者Nudler博士的实验室。“这项工作是至关重要的对我们的DNA修复过程的基本理解和深远的临床意义。

参考:郝Z, Gowder M, Proshkin年代,et al。RNA聚合酶使DNA核苷酸切除修复大肠杆菌。细胞。2023年。doi:10.1016 / j.cell.2023.04.029

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