蛋白质复合物可防止基因组不稳

大阪大学与瑞士弗里德里希·米歇尔生物医学研究所(FMI)之间的国际合作正在研究严重形式的DNA损伤的修复过程，这种损伤可能导致遗传物质的不稳定和肿瘤的形成。研究人员正在研究控制DNA中双链断裂(DSBs)修复的蛋白质组的作用，这些断裂发生在内部或外部来源，如紫外线照射。

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)，也称为面包酵母或酿酒酵母，被团队用作模型生物来研究修复蛋白功能。这种酵母是一种理想的模型，因为它与植物和动物有很多相似之处，所有这些都与具有细胞核的细胞组成，但它的遗传学非常简单，可以在实验室中轻松操作。因此，酵母是研究表征人类癌症的不同类型基因组突变的极好工具。

研究人员发现，三种酵母蛋白的MRX复合物在早期DSB修复过程中以及克服部分分离的DNA双螺旋复制的延迟时起着至关重要的结构作用。“通过与酵母复制蛋白A的相互作用，MRX被引入DNA损伤位点或停滞的复制叉，”FMI的Susan M. Gasser说。“我们使用超分辨率显微镜来证明这种相互作用就像稳定DNA断裂末端的关键。”

至关重要的是，他们的研究表明，这种结构性作用并不需要像通常认为的那样存在另一种蛋白质cohesin。

MRX复合物的Xrs2成员与其他蛋白质相互作用，以确保正确的分子存在于DNA损伤的修复位点。酵母蛋白和相关人类蛋白质区域之间的强烈相似性是一个明确的信号，即序列在功能上非常重要，在进化过程中不会发生变化。Nbs1，人类相当于Xrs2，具有相似的作用，该蛋白质一端的突变导致遗传性疾病，具有癌症和免疫缺陷的高风险。

在一项相关研究中，研究小组发现，Xrs2部分的突变相当于Nbs1的致病区域，导致蛋白质Ku的积累，该蛋白质控制着染色体末端的结构。“这降低了受损DNA末端连接的精确度，类似于人类疾病中所见的那种，”大阪大学蛋白质研究所综合蛋白质功能系的Miki Shinohara解释道。“还需要Xrs2的相同部分来维持DNA损伤反应中涉及的关键酶的高活性水平。”

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