Cell子刊:人类基因组复制的蛋白全景图

2013年4月28日 14:04:43 来源: 生物通
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  复制体是一种重要的蛋白复合体,是机体内的DNA复制机器。现在,科学家们利用新技术,对参与DNA复制的蛋白进行了综合分析,解析了复制体的具体成分。文章发表在Cell旗下的Cell Reports杂志上。

  DNA复制是细胞分裂前的必要步骤,也是绝大多数化疗药物的作用靶标,这些药物通过破坏DNA复制来杀死肿瘤细胞。西班牙国立癌症研究中心CNIO的Oscar Fernandez-Capetillo领导研究团队,首次获得了参与人类DNA复制的蛋白全景图。

  近十年来的许多分子生物学研究,为人们提供了DNA复制过程的概况。“我们认为可能有几十种蛋白,参与了这一过程的严格控制。基因组复制是细胞分裂前不可或缺的一步,而细胞就是通过这些蛋白来确保基因组复制的正确性,”Fernández-Capetillo解释道。

  DNA的复制过程需要多种蛋白因子的协助,这些蛋白集中在复制叉附近。研究人员通过iPOND-MS技术(isolation of proteins on nascent DNA chains with mass spectrometry)分离新生DNA链上的蛋白,并对其进行综合性的蛋白质组学分析。他们解析了复制体中的蛋白组成,也鉴定了复制体附近的相关蛋白因子,找到了一些参与复制过程的新蛋白。

  这是人们首次对复制体实现全面的蛋白组学鉴定。研究显示,这些蛋白的活性各有不同,分别负责打开DNA双螺旋、复制、修复、以及各种修饰等等。“总的来说,它们合力确保DNA的正确复制,避免因为遗传物质异常而形成肿瘤发展的基础,”Fernández-Capetillo说。

  “这些参与DNA复制的蛋白,有些是已知的。不过我们也发现了复制所需的新蛋白,人们可以随后对这些新蛋白进行深入研究,”文章的第一作者Andrés Joaquín López-Contreras补充道。这项研究为人们提供了复制体附近的蛋白全景图,有助于人们深入理解DNA复制和基因组维护机制。

  在癌细胞中,DNA复制过程会发生异常或者变得不受控制,而这也是癌细胞的致命弱点之一。因此目前的许多化疗药物,都以DNA复制为作用目标。研究人员计划应用本研究中的新技术,进一步在DNA复制过程寻找正常细胞与癌细胞之间的差异,希望能够在此基础上开发出新的癌症治疗策略。

  “如果我们能明确正常细胞和癌细胞复制时的根本性差异,就有望找到新的治疗靶标,更有效的对抗癌症,”Andrés Joaquín López-Contreras说。