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多名研究員發(fā)表PNAS文章:DNA檢測(cè)新方法

2009-10-28 11:28 來(lái)源:
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  來(lái)自中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心的消息,中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心環(huán)境化學(xué)與生態(tài)毒理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室汪海林研究員與加拿大阿爾伯塔大學(xué)Chris Le和Michael Weinfeld教授合作發(fā)現(xiàn)一種測(cè)定DNA構(gòu)象變化的新方法,并以此為基礎(chǔ),揭示了一種DNA修復(fù)機(jī)制。該研究成果的詳細(xì)論文發(fā)表在美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》(PNAS)上。

  該研究是一項(xiàng)多學(xué)科的交叉研究,國(guó)際間的緊密合作為研究的成功提供了可能。除了以上介紹的生物分析和分子毒理研究方面專家,還獲得在生物化學(xué)和生物物理方面研究者的支持,如美國(guó)國(guó)立環(huán)境健康研究所的Bennett Van Houten博士、紐約大學(xué)的Eric Tang博士和蒙大拿大學(xué)的Alexander Ross博士。

  人和其他生物常暴露于多種可造成DNA損傷的化學(xué)和物理試劑,如紫外光、多環(huán)芳烴、重金屬元素。如果損傷未能得到適當(dāng)?shù)男迯?fù),可引起基因突變,并有可能進(jìn)一步引發(fā)癌癥或造成細(xì)胞死亡。幸運(yùn)的是,雖然我們每天經(jīng)歷DNA損傷但并不一定會(huì)發(fā)展成為癌癥。這種幸運(yùn)很大程度上來(lái)自于奇妙的DNA修復(fù)功能,保護(hù)我們的細(xì)胞防止突變。令人驚奇的是,同一DNA修復(fù)蛋白可識(shí)別并修復(fù)許多化學(xué)結(jié)構(gòu)不同的DNA損傷。DNA修復(fù)分子是如何高效率地工作?這一謎團(tuán)的解開將有助于癌癥的預(yù)防和治療,因此在世界范圍內(nèi)科學(xué)家們開展廣泛的研究。

  為實(shí)現(xiàn)對(duì)DNA損傷的修復(fù),細(xì)胞利用一組蛋白質(zhì)結(jié)合于損傷位點(diǎn),醫(yī)學(xué)|教育網(wǎng)搜集整理適當(dāng)?shù)厍谐瑩p傷的一段寡脫氧核苷酸,并合成新的片斷填補(bǔ)空白。修復(fù)后的DNA可恢復(fù)到以前的狀態(tài)。在修復(fù)過(guò)程中,發(fā)生許多復(fù)雜但受到良好控制的酶反應(yīng)。由加拿大阿爾伯塔大學(xué)Chris Le和Michael Weinfeld教授和中科院生態(tài)環(huán)境研究中心汪海林研究員領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際合作團(tuán)隊(duì)的研究將有助于解釋一些修復(fù)蛋白是如何展示它們可識(shí)別多種損傷的獨(dú)特能力。他們研究了與人修復(fù)相似的大腸桿菌(E. coli)修復(fù)通路。該修復(fù)通路可修復(fù)紫外和許多致癌性化合物引起的DNA損傷。研究發(fā)現(xiàn)在修復(fù)的早期過(guò)程中,一種蛋白可將損傷的DNA纏繞于另一種重要的蛋白。DNA纏繞可局部融解DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu),使修復(fù)酶可接觸到損傷部位。

  該項(xiàng)DNA修復(fù)研究工作源于汪海林博士的偶然發(fā)現(xiàn)。醫(yī)學(xué)|教育網(wǎng)搜集整理最初的設(shè)想是利用DNA修復(fù)酶作為親和探針發(fā)展同時(shí)檢測(cè)多種DNA損傷的分析方法。在研究中,汪海林博士意外地發(fā)現(xiàn)一種DNA修復(fù)酶與熒光標(biāo)記的損傷DNA作用可產(chǎn)生非分子量依賴的高熒光偏振響應(yīng)。為解釋這一特殊現(xiàn)象,汪海林博士設(shè)計(jì)多種DNA探針和實(shí)驗(yàn),證明了這種高熒光偏振響應(yīng)與DNA纏繞相關(guān)。在Chris Le和Michael Weinfeld教授支持下,汪海林博士將課題轉(zhuǎn)向修復(fù)機(jī)制的研究。利用新發(fā)現(xiàn)的熒光偏振特性,揭示了DNA修復(fù)機(jī)器可識(shí)別多種不同化學(xué)結(jié)構(gòu)DNA損傷的機(jī)制。

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