遗传信息的载体DNA常常受到外源和內源性损伤的威胁。DNA-蛋白质交联是一种非常特异的DNA损伤。然而到目前为止,对于特异性针对DNA-蛋白质交联的修复机制仍几乎一无所知。
来自马克斯普朗克生物化学研究所的Stefan Jentsch研究小组,现在发现了一种蛋白酶能够砍下DNA-蛋白质交联的蛋白元件,使得生物体能够在即便是出现交联的情况下拷贝它们的遗传信息。这些研究结果对于理解基因组完整性和癌症形成具有重大的意义。
每个细胞中的DNA都极易受到各种损伤的影响。细胞反应的一些副产物:诸如甲醛一类的活性化合物可以引起一种特异的损伤——蛋白质与DNA交联。重要的是,几种毒性极大、可干扰DNA复制等一些重要过程的抗癌药物也可引起DNA-蛋白质交联。在新一轮的细胞分裂之前,细胞需要解开DNA双螺旋以便拷贝它的遗传信息。DNA-蛋白质交联通过阻挡复制解旋酶,由此阻止了DNA复制及随后的细胞分裂。
在Stefan Jentsch实验室中,科学家们现在确定了Wss1蛋白酶是砍下DNA-蛋白质交联蛋白质元件的一个新型护卫因子,由此使得细胞能够复制它们的基因组。博士生Julian Stingele发现,缺失Wss1的细胞对甲醛尤其敏感,极易受到DNA-蛋白质交联的影响,出现基因组不稳定。值得注意的是,Wss1具有一个独特的性质,其只在存在DNA的情况下切割蛋白质,表明这种酶具有专门的职责,即除去基因组中的交联,由此保护基因组稳定性。
由于修复DNA损伤对于防止癌症形成至关重要,这对于了解这一潜在的细胞机制具有极其重要的意义。新发现的DNA-蛋白质交联修复信号通路对于快速分裂的细胞尤为重要。由于癌细胞比大多数人类细胞的分裂速度要快,Wss1有可能是未来癌症治疗的一个有吸引力的药物靶点。
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