NIH研究人员将酶缺乏与错误的DNA复制和癌症联系起来

随着细胞的分裂，它们通过称为DNA复制的过程制作了基因蓝图的副本。美国国立卫生研究院的研究人员发现，当ATAD5(复制过程中的许多酶之一)缺乏时，可能会发生致癌的缺陷。缺陷导致DNA复制停滞，复制蛋白的正常精确度变得混乱。该研究发表于2012年12月31日的“细胞生物学杂志”在线期刊。

来自国家人类基因组研究所(NHGRI)和国家癌症研究所(NCI)的研究人员团队检测到生化过程中的酶故障，这些机器在复制过程中处理了两条DNA链中的一条。复制该链的错误机制通过DNA复制过程影响细胞的进展。

在之前的研究中，该团队的成员通过筛选编码酵母中相似蛋白质的基因来分离ATAD5。他们随后观察到酶缺乏的小鼠死亡或发展成肿瘤。在本研究中，在实验室中用细胞和小鼠进行，他们得出结论，ATAD5或其在酵母中的功能相似的酶对于复制所有DNA的后代链是必需的，无论是酵母，小鼠还是人。

DNA分子是双螺旋，由两条键合的链组成，以相反的方向排列。一条链称为前导链，另一条称为滞后链。在DNA复制中，各种酶起作用 - 一种酶破坏两条链的键，而另一种酶阻止它们重新结合。还有一些人建立了补充原始DNA的新DNA序列。滞后链需要略微不同的复制过程，后者依赖于酶ATAD5。

ATAD5酶作用于称为PCNA的蛋白质，当它在复制过程中从前导链上脱离时，它将自身锚定在DNA滞后链上。许多酶在分叉关节处工作的活动称为复制工厂。这个生化术语表明有序的工作流程，但ATAD5缺陷阻碍了工作流程。研究人员描述了ATAD5缺乏时蛋白质的有害累积，并且未能将PCNA蛋白从DNA滞后链的位置移开。

NHEGI高级研究员和资深作者Kyungjae Myung博士解释说：“PCNA位于一条DNA链周围。” “夹子绕着链子闭合，引导复制聚合酶前进并返回。” 聚合酶是一种蛋白质，它将构成新DNA链的DNA碱基串在一起。

当ATAD5缺乏时，它不会发出释放包含DNA链的PCNA钳的信号，因为它被送入DNA复制工厂。这种PCNA酶不仅在夹紧DNA链中起作用，而且还是许多其他在复制中发挥作用的酶的定向点。这些酶不是以有序的方式进行工作，而是聚集在PCNA停滞的地方，阻碍了DNA复制过程。他们还将这种蛋白质充血与小鼠和人类的癌症联系起来。

“如果你没有ATAD5，所有的酶都会在工厂积累，”Myung博士说。研究人员观察到，缺乏ATAD5的细胞的细胞分裂阶段较慢。他们指出，ATAD5缺陷细胞尚未完成复制阶段，细胞通常在9小时内完成。

Kyou-young Lee博士是Myung博士实验室的博士后研究员，也是该研究的主要作者，他在2012年12月NIH韩国科学家协会生物科学与工程研讨会上介绍了这项研究。他的演讲获得了2012年的Johng S. Rhim青年研究员奖。

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