为了修复DNA损伤植物需要良好的承包商

当建筑物受损时，总承包商经常监督各种分包商 - 制造商，电工，管道工和干墙衣架 - 以确保按正确的顺序和准时进行维修。同样，当DNA受损时，分子总承包商会监督遗传分包商网络，以确保正确及时地执行保护和修复基因组所需的各种细胞任务。

科学家们已经知道，一个名为SOG1 的主基因就像一个修复的总承包商，与植物细胞的各种遗传分包商协调，以产生有效的DNA损伤反应。但是，目前尚不清楚哪些特定基因属于分包商，也不清楚SOG1如何与它们相互作用来监督DNA损伤反应。

现在，Salk研究所的研究人员报告了哪些基因被打开或关闭，以及按顺序，协调保护和修复基因组以响应DNA损伤所需的细胞过程。这项研究发表在2018年10月10日的“美国国家科学院院刊”上，揭示了控制复杂生物过程的遗传框架，这对于理解植物特别是生物体如何应对具有广泛的意义。具有DNA损伤，确保长期健康和健康。

“就像一座结构受损的建筑物可能不安全一样，DNA损坏的细胞会被忽视或未修复，这可能是危险的，”该论文的高级作者，助理教授Julie Law说。“然而，在检测到受损DNA之后发生的事件的时间和整体协调仍然知之甚少.SOG1是否像微管理器一样，直接将每个分包商指向一项任务，或者它是否具有更多的不干涉作用?本文介绍我们更接近理解DNA损伤的反应是如何协调的，以保持基因组的稳定性。“

为了更好地了解整个DNA损伤反应中基因调控的动态，并确定SOG1在这种反应中的直接作用，Law和她的团队在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中进行了一系列实验，拟南芥是一种常用于遗传学研究的杂草。他们种了两套拟南芥幼苗：一组是正常的; 另一组包含SOG1基因的突变版本，使其无法运作。

该团队将两组植物暴露于强电离辐射，以产生DNA双链断裂。然后，他们在20分钟至24小时的六个时间点分析了与未照射的对照相比的基因表达变化。他们发现大约2,400个基因的表达在这段时间内响应DNA损伤而上升或下降，几乎所有基因都依赖于SOG1的存在。然而，他们发现只有大约200%或大约8%被SOG1直接激活，这揭示了复杂基因调控网络的第一层，并显示SOG1需要更多的“手动”监督角色。

为了解这些大约2,400个基因正在做什么，Law的小组将他们的数据输入到一个名为DREM的软件程序中，该程序在整个研究的24小时内识别具有相似表达模式的基因。这导致鉴定了11组基因，这些基因在不同的时间尺度上起作用，并且在植物对DNA损伤的反应的不同方面发挥已知或预测的作用。

“对于DNA损伤反应所涉及的特定基因网络和子网络以及它们的时间安排，我们感到非常兴奋，这是以前没有做过的，”Law说。

除了通过维持基因组稳定性来告知改善作物健康的策略之外，这项工作还可以揭示其他生物体中DNA损伤反应的保守方面，因为SOG1与具有类似“一般”的动物中的基因之间存在许多相似之处。承包商“功能 - p53基因，一种肿瘤抑制因子，在抗击DNA损伤以预防癌症方面的作用。

接下来，实验室计划根据其表达谱研究DNA 损伤反应中涉及的新因子的作用，并继续探索由SOG1直接或间接控制的基因网络。

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