科学家发现了一种可以直接阻止 DNA 损伤的蛋白质。更妙的是,一项新研究表明,它似乎是“即插即用”的,理论上可以插入任何生物体,使其成为一种有希望的候选药物。
DNA 损伤反应蛋白 C (DdrC) 是在一种名为。DdrC 似乎能够非常有效地检测 DNA 损伤、阻止其发生并提醒细胞启动修复过程。
但 DdrC 最好的特性可能是它非常独立,不需要其他蛋白质的帮助就能完成自己的工作。
应该相对容易地转移DDRC加拿大西部大学的研究人员发现,他们可以将基因插入几乎任何其他生物体,以改善 DNA 修复系统。。
“令我们大为惊讶的是,它实际上使细菌对紫外线辐射损伤的抵抗力提高了 40 倍以上,”生物化学家罗伯特·萨布拉说,该新论文的第一作者。
“这似乎是一个罕见的例子,你有一个蛋白质,它真的就像一个独立的机器。”
不受控制的 DNA 损伤会导致一系列疾病。例如,紫外线会损伤皮肤细胞中的 DNA,促进皮肤癌的可能性. 能够防止甚至扭转这种损害可以挽救生命。
“以特定方式重新排列、编辑和操纵 DNA 的能力是生物技术领域的圣杯。”说军刀。
“如果你有一个像 DdrC 这样的扫描系统来巡视你的细胞并在发生损害时中和损害,那会怎样?这可能构成一个潜在的疫苗。”
耐辐射 D.是寻找这种工具的明显地方。这种细菌可以在辐射剂量下存活下来数千次足以杀死一个人体细胞。
它被发现能存活很长时间甚至可以在。事实证明,DdrC 在这种坚韧中发挥着关键作用。
“对于人类细胞来说,如果整个十亿个碱基对基因组中出现两个以上的断裂,它就无法自我修复,就会死亡。”萨布拉说。
“但就 DdrC 而言,这种独特的蛋白质可帮助细胞将数百个断裂的 DNA 片段修复为一个连贯的基因组。”
研究人员利用强大的X射线束加拿大光源探测 DdrC 的 3D 形状并弄清楚它是如何发挥作用的。
他们发现,该蛋白质会扫描 DNA,寻找一条或两条链上的损伤。当它发现单链或双链断裂时,就会与之结合,并寻找同类型的另一个断裂。
一旦找到两个单链断裂,DdrC 就会与它们结合并固定住,压缩 DNA 片段。它对双链断裂做类似的事情,将两个松散的末端缠绕在一起形成一个圆圈 —— 有点像把鞋带打成一个圈。
这些修复不仅可以防止损伤进一步恶化,还可以向细胞的 DNA 修复机制发出信号,来修补损伤。
更好的 DNA 修复有很多好处,其中之一就是采用这种机制可以促进基因工程的发展,帮助我们开发癌症疫苗和。并且可能还会有更多新的工具出现。
“DdrC 只是这种细菌中数百种潜在有用蛋白质中的一种,”说军刀。
“下一步是进一步探索,看看这个细胞还使用什么来修复自己的基因组?因为我们肯定会发现更多的工具,但在我们观察之前,我们不知道它们是如何工作的,也不知道它们将如何有用。”
该研究发表在期刊上核酸研究。