“行走的分子”将受损的DNA运送到细胞的急诊室

USC Dornsife的一项新研究显示，该细胞有自己的护理团队和急诊室来帮助和修复受损的DNA。研究结果是及时的，因为科学家正在研究利用DNA切割酶CRISPR-Cas9进行基因组编辑的潜力，以治疗疾病或推进有关人类，植物，动物和其他生物的科学知识，Irene Chiolo，Gabilan助理说南加州大学Dornsife文学，艺术和科学学院生物科学教授。

在科学家彻底研究DNA损伤和修复对衰老和疾病(如癌症)的重要性和影响之前，基因组编辑已经到来。Chiolo的工作已经揭示了更多关于这些过程的信息。

对于今天发表在Nature上的研究，Chiolo和她的USC Dornsife研究小组使用荧光标记物追踪了果蝇细胞和小鼠细胞中DNA被破坏时发生的情况。他们看到细胞是如何发起紧急反应来修复从一种紧密堆积的DNA异染色质中破碎的DNA链。

“异染色质也被称为'基因组的暗物质'，因为人们对此知之甚少，”Chiolo说。“但异染色质中的DNA损伤可能是癌症形成的主要驱动力。”

不要称之为垃圾

重复的DNA序列有一个坏的绰号，“垃圾DNA”，大约20年。解码基因组的科学家称它为垃圾，因为它们最初专注于理解单个基因的功能。

从那时起，研究表明重复的DNA序列实际上对于许多核活动是必不可少的，但它们的缺陷修复也与衰老和疾病有关。

“异染色质主要由重复的DNA序列组成，”Chiolo说。“低基因含量是这些序列特征较少的部分原因。”

事实上，损害异染色质修复的突变导致大量染色体添加影响整个基因组的标题重排。

急救人员散步

科学家们发现，在DNA链被破坏后，细胞会提示一系列线 - 核肌动蛋白丝 - 组装并形成一条通往细胞核边缘的临时高速公路。然后是护理人员 - 称为肌球蛋白的蛋白质。

“肌球蛋白作为一种行走分子被传送，因为它们有两条腿。一条是附着的，另一条是移动的。它就像是沿着细丝走的分子机器。”

肌球蛋白吸收受损的DNA，沿着细丝路走，然后到达急诊室，即核周边的毛孔。

“根据我们之前的研究，我们知道有一个急诊室 - 核孔，细胞固定其断裂的DNA链。现在，我们已经发现受损的DNA如何在那里传播”Chiolo说。“我们在这里想到的是，这种损害会引发一种防御机制，迅速建立起道路，肌动蛋白丝，同时还会开启一辆救护车，即肌球蛋白。”

研究人员计划进一步研究异染色质中DNA的修复。

“我很高兴看到我们发现的分子机制如何在人类以及具有更大异染色质的植物中发挥作用。看到这样一种复杂的修复机制如何随着时间的推移发挥作用和发展以及它的哪些方面将是非常有趣的。这一研究的共同主要作者，以及USC Dornsife Chiolo实验室的博士后研究员Christopher Caridi说，这些机制可能适用于其他功能。

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