新发现一种促进DNA修复的远古酶:PrimPol
时间:2013-11-22 阅读:536
西班牙的科学家们在11月17日的Nature Structural and Molecular Biology杂志上发表的一项延续性研究称,他们发现了一种新的人体内的酶——PrimPol蛋白——能够在DNA拷贝过程中识别DNA损伤,促进它们修复,因此能避免对细胞进而对有机体造成的不可逆的致病损伤。每天,人体都会产生新的细胞对组织进行更新和修复受损的细胞。每当这种情况发生时,细胞都会制造它们DNA的拷贝,将这些拷贝传递给产生的子细胞。这个DNA拷贝过程——也称为复制(Replication),非常的微妙,因为它能在DNA上形成与恶性转化或衰老相关的严重变异。
由西班牙国家癌症研究中心(CNIO)DNA复制组织的负责人Juan Méndez带领的研究人员和塞韦罗奥乔亚分子生物学中心的Luis Blanco,发现一种新的人体酶——PrimPol蛋白——能够在DNA拷贝过程中识别DNA损伤,促进它们修复,因此能避免对细胞进而有机体造成的不可逆和致病的损伤。
这项研究发表在11月17日的Nature Structural and Molecular Biology杂志上。这项研究是同一作者发表在Molecular Cell杂志上的一项前期研究“PrimPol, an Archaic Primase/Polymerase Operating in Human Cell. Molecular Cell, 24 October 2013”的一个延续,在那项研究中,他们描述了PrimPol酶的存在和生化特性。
细胞核上的DNA是基因的载体,是指导细胞如何工作的说明书。Méndez说:“除了在复制过程中之外,DNA结构非常的稳定,DNA复制过程在人体细胞中通常需要大约8个小时。在这个过程中,DNA变的更脆弱,能够被打断。”因此,这8个小时对细胞来说非常关键:细胞必须确保拷贝DNA的保真度,如果出错或者DNA被损坏,细胞必须尽可能地修复它们。
避免衰竭
DNA聚合酶是负责合成新DNA的酶。Méndez说:“当一个DNA聚合酶在DNA中发现一个障碍时(例如,由太阳紫外辐射引起的一个化学改变),拷贝就会被中断,过程停止,直至这个错误被修复为止。这个中断能引起DNA的打断,一些染色体上的片段易位到另一些染色体上,甚至引起细胞死亡或者恶性转化。”
由CNIO和CSIC开展的这项研究表明,当出现损伤时,PrimPol酶能够阻止拷贝过程的中断:它识别病变,跳过它们,当拷贝完成时它们被修复。
按照进化论原则,PrimPol是一种非常古老的酶,类似的蛋白已经在古细菌——居住在地球上的*生命形态之一——中被发现。Méndez说,“数百万年前,生存环境更恶劣(高盐、温度等等),因此,PrimPol很可能已经适应了在这些引起损伤的环境条件下合成DNA”,他补充道,“作为交换,这些原始的DNA聚合酶,与更进化的复制系统相比,度更低,能引起突变。”
科学家们预料,这个突变的增加可能在基因组的进化中发挥重要作用,同样也对细胞衰老和癌症发展有影响。研究者已经在人类中鉴定和描述了这种新蛋白,他们已经在研究这个蛋白在疾病发展中的作用。