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首次绘制紫外辐射诱导的细胞应答遗传互作图谱

2013.12.24

  美国加利福尼亚大学圣地亚哥医学院的研究人员,与荷兰和英国的合作者一起,首次绘制了紫外辐射诱导的细胞应答反应背后的详细的遗传互作图谱。这项研究成果将在12月26日的Cell Reports杂志上刊出。

  加利福尼亚大学圣地亚哥医学院的研究人员,与荷兰、英国的合作者一起,首次绘制了紫外(UV)辐射诱导的细胞应答反应背后的详细的遗传互作图谱。

  研究人员称,他们的这项研究,建立了一种新方法和资源,能够更详尽地探究细胞如何被UV辐射伤害,和它们如何修复自己。UV损伤是引起恶性肿瘤的一种途径,尤其是皮肤癌,理解其根本的修复路径,将有助于科学家们了解在这类癌症中出现了什么问题。该研究成果将在12月26日的Cell Reports杂志上刊出。

  该研究的首席研究员、加州大学圣地亚哥医学院遗传学部门主管、加州大学圣地亚哥分校医学和生物工程系的教授 Trey Ideker博士,和同事们一起,在62个蛋白复合体当中,绘制了89种UV诱导的功能性相互作用。这些相互作用是从一个超过45,000个双突变(在不同剂量的UV辐射前和后,分别删除两个不同的基因)的更大测量中所采集的。

  更特别的是,他们发现了细胞染色质结构重建(RSC)复合体的互动联系,RSC复合体是在细胞有丝分裂或分裂过程中,重建染色质(构成细胞核的DNA和蛋白组合)的一组蛋白亚基。Ideker说:“我们的研究表明,RSC被召集到基因或DNA序列上已经发生UV伤害的一些位置,而且通过促进核小体重塑,帮助促进有效的细胞修复。”

  由UV辐射和其它资源(例如化学品和其它诱变剂)引起的DNA损伤的修复过程,既简单又复杂。通过一种称为核苷酸切除修复(nucleotide excision repair,NER)通路的细胞机制,可以检测到DNA变形损伤。切除损伤;用复制自特殊酶的一个完整DNA链的新遗传物质,将间隙填充;用其它专门的酶密封其余的缺口。

  然而,NER并不能单独起作用,而是与其它生物学机制(例如RSC)配合。

  本文第一作者Rohith Srivas博士,曾经是Ideker实验室的研究员,他说:“DNA在细胞中,并不是自由浮动的,而是被包装成一个紧密的结构称为染色质,染色质是由 DNA缠绕蛋白质组合成的复合物。为了修复DNA损伤,修复因子需要接近裸露的DNA。这是染色质重塑子(Remodelers)起作用的位置:理论上,它们可以被召集到DNA上,将DNA打开,使修复因子发挥其作用。”

  Rohith指出,以前其他科学家已经发现了在UV损伤后发挥这种修复作用的复合体。“我们的结果是全新的,因为我们的结果显示,RSC与两个UV损伤路径有关:转录偶联修复——对一部分正在表达的DNA起作用,和在任何地方都能起作用的全基因组修复。所有以前的重塑子只与全基因组修复有关。”

  科学家们指出,遗传重组的程度,与UV剂量有关。在不同的低或高剂量UV水平上,能够检测到修复性的相互作用,但是两者不能同时兼得。而在更高剂量UV水平上的遗传相互作用不足为奇,作者称,研究结果表明低剂量的UV辐射,同样也促进了特殊的相互作用。

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